Применение оптической эмиссионной спектроскопии для прогнозирования состава пленок при реактивном магнетронном распылении Ti-Al составных мишеней

Аннотация

УДК 621.3.049.77:621.793

 

https://doi.org/10.52577/eom.2023.59.1.60

 

Исследованы процессы реактивного магнетронного распыления Ti-Al составных мишеней c различным соотношением Al/Ti. Установлены зависимости скорости нанесения, напряжения разряда, элементного состава, интенсивности контрольных линий оптического излучения плазмы от концентрации кислорода в Ar/O2 смеси газов. Показано, что при реактивном распылении Ti-Al составных мишеней напряжение разряда определяется эффективным коэффициентом ионно-электронной эмиссии (КИЭЭ), который зависит от площади, занимаемой металлами на мишени, степенью их окисления и КИЭЭ металлов и их оксидов. Скорость нанесения пленок TixAl1-xOy в металлическом и переходном режиме распыления увеличивается пропорционально доле Al в мишени, а относительная концентрация металлов в нанесенных пленках зависит от содержания кислорода в Ar/O2 смеси газов и определяется реакционной способностью входящих в состав мишени материалов. Методом оптической эмиссионной спектроскопии (ОЭС) показано, что соотношение атомных концентраций Al и Ti в наносимых пленках TixAl1-xOy однозначно зависит от отношения интенсивности контрольных линий оптического излучения алюминия AlI и титана TiI в плазме. Это позволяет использовать метод ОЭС для прогнозирования содержания металлов в пленке при реактивном магнетронном распылении Ti-Al мишеней.

 

Ключевые слова: реактивное магнетронное распыление, тонкие пленки, оксид титана и алюминия, составная мишень, оптическая эмиссионная спектроскопия, напряжение разряда, скорость распыления, элементный состав .

PDF