Способ получения сверхчистых пленок и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК C30B23/02 

та лазерной плазмы, и вытягивающим электродом 6. Вытягивающий электрод 6 и подложка 8 с системой крепления и подогрева подложки находятся под нулевым потенциалом. - Описанная система позволяет получить широкий однородный пучок ионов. Пучок входит в магнитное поле аксиальной симметрии с коэффициентом неоднородности, равным 1, перпендикулярно к его границе. Моноэнергетические ионы с массой Мо после отклонения в поле продолжают двигаться в виде параллельного пучка. Если пучок на выходе из магнитного поля пропустить через продольные каналы коллектора 10, образованные тонкими металлическими перегородками, то на подложку попадут только ионы с массой Мо. Ионы с отличными от Мо массами из-за движения по свертывающимся (Mi Мо) и развертывающимся (Мо Ма) спиралям не пройдут через узкие каналы. Разрешающая способность такой системы определяется соотношением ширины одиночного канала к его длине. Известно, что подобные устройства позволяют создать анализаторы большой светосилы, что важно для обеспечения практически, приемлемых скоростей осаждения пленок. Заметим также, что в установке заложены возможности подогрева подложек (для эпитаксиального роста) и измерения скорости роста с высокой точностью.

Пример. Получают пленки никеля изотопной чистоты. Пленки Ni и Ni получают в двух раздельных процессах синтеза на специально подготовленных поверхностях сапфира. Изотопная чистота подтверждена последующим масс-спектрометрическим анализом;

N Мидиень-таблетку Ni диаметром 30 мм и толщиной 2 мм изготавливают механической обработкой из никеля ОВЧ-000 и укрепляют на подвижной площадке. Плоскость подвижной площадки и мишени устанавливают под углом 90° к оси ионизационной камеры и 45° к падающему излучению лазера. Излучение лазера проходит через кварцевый ввод в вакуумную камеру, откачанную до 2.3-10 Па, и линзой f 20 см обеспечивает плотность излучения на поверхности мишени 10 Вт/см. Мощность излучения контролируют с помощью образцового измерителя ИМО-2. Особенностью

установки является импульсный характер работы (лазер генерирует в диапазоне 1-10 кГц).Измерение характеристик ионов и среднего тока проводят с использованием

цилиндра Ф радея. Величина максимального ионного тока достигала в импульсе (длительность на полувысоте 10 мкс) нескольких сотен миллиампер, что соответствовало плотности тока S: 20 мА/см. На

выходе из лазерно-плазменного источника ионов широкий однородный пучок ионов попадает в электромагнит и коллектор, служащие для пространственного разделения ионов различных масс. Используют электромагнит масс-спектрометра МС-62 с радиусом центральной траектории. 150 мм и углом отклонения уз 180°.

Таким образом, через коллектор,на поверхность подложки-сапфира падает пучок

моноэнергетических ионов, образуя сверхчистую пленку.

Предложенный способ может быть использован для получения, сверхчистых пленок практически всех металлов и

элементарных полупроводников (Si, Ge, Se и т.д.).

, Формула изобр-е тения

1.Способ получения сверхчистых пленок, включающий распыление мишени из

исходного материала и осаждение ионов на подложку, отличающийся тем, что,с целью повышения чистоты пленок, после распыления ионы направляют в магнитное поле с аксиальной симметрией и перед

осаждением с помощью коллектора отделйют ионы с различными значениями отношения массы к заряду.

2.Устройство для получения сверхчистых пленок, содержащее ионизационную

камеру с мишенью из исходного материала, установленной перпендикулярно ее оси, источник излучения и подложкодержатель с. подложкой, отличающееся тем, что, с целью повышения чистоты пленок,устройство снабжено вытягивающим электродом, размещенным на выходе из ионизационной камеры и соосно с ней, магнитом с аксиальной симметрией и коллектором, установленными последовательно между

вытягивающим электродом и подложкодержателем.

10

Изобретение относится к тонкопленочной технологии, может быть использовано в микроэлектронике и обеспечивает повышение чистоты пленок. На подвижную мишейь из исходного материала воздействуют лу-чом лазера. Поток ионов проходит через мелкоструктурную проводящую сетку и вытягивающий электрод, установленные на выходе из ионизационной камеры, получает ускорение и входит в магнитное поле аксиальной симметрии с коэффициентом неоднородности, равным 1, перпендикулярно его границе. Моноэнергетические ионы с массой ппо после отклонения в поле продолжают двигаться'в виде параллельного пучка. На выходе из магнитного поля устанавливают коллектор в виде тонких металлических пластин. Ионы с отличными от Шо массами не проходят каналы коллектору и на поверхность подложки попадает пучок ионов одной массы, что обеспечивает повышение чистоты пленок, соверщенство и воспроизводимость их свойств. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.(ЛсИзобретение относится к тонкопленоч-. ной технологии и предназначено для использования при выращивании пленок высокой чистоты и совершенства для устройств микроэлектроники.Цель изобретения - повы1иение чистоты ^ленок.^• На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа.Устройство содержит ионизационную камеру 1, внутри которой на площадке 2 закреплена мишень 3 из исходного материала. Площадка 2 соединена с системой 4 управления движением. На выходе из ионизационной камеры 1 размещены мелкоструктурная сетка 5 и вытягивающий электрод 6. Между вытягивающим электродом 6 и подложкодержателем 7 с подлож1^ой 8 установлены магнит 9 с аксиальной симметрией и коллектор 10. На мишень 3 воз-действуют источником излучения, например лазером 11.Устройство работает следующим образом.Излучение лазера 11 ( Я = 1,06 мкм, Е = 0,ЗДж, г= 10' с) проходит через кварцевый ввод в высоковакуумную камеру 12 и фокусируется системой линз до плотности падающего излучения на мишени 3, равной 5.(10^-10''°) Вт/см^. Плоскость подвижной площадки 2 и, соответственно, мишени 3 можетустанавливаться под разными углами к излучению. Мищень 3 перемещается с такой скоростью, чтобы кратеры от каждого импульса на мишени 3 не перекрывались. Мишень 3 с площадкой 2 и ионизационная камера 1 находятся поД ускоряющим потенциалом