Оборудование для нанесения покрытий: Магнетронный распылитель

Как заказчик описал требования к работе:

В реферате рассказать про магнетронное распыление и магнетронный распылитель (устройство, принцип работы и тд)

Фрагмент выполненной работы:

Введение Процесс магнетронного напыления позволяет осаждать пленки широкого спектра материалов с вариацией толщины от десятков нанометров до нескольких микрон. Необходимость применения данного метода может быть объяснена на нижеследующих примерах. 1)Режим сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) имеет самое высокое разрешение из всех режимов сканирующей зондовой микроскопии. Однако режим СТМ требует протекания тока между зондом и поверхностью образца, и работает, только если образец имеет электропроводность, хотя бы по его поверхности, на уровне не хуже 1-10 кОм на кв. (работа была выполнена специалистами Автор 24) мм. Такая же проблема с электропроводностью образцов известна в растровой электронной микроскопии, и разрешается она там путём напыления на образец тонкой электропроводной плёнки, обычно из золота или углерода. Это и привело к решению так же напылять плёнки и для работы СТМ. Однако, ввиду ограничения разрешения растровых электронных микроскопов того времени на уровне 100 Ангстрем, системы напыления плёнок для них обеспечивали напыление плёнок толщиной также на уровне 100 Ангстрем, с неравномерность толщины на уровне 30-50 Ангстрем для углеродных и до 100 Ангстрем для золотых плёнок. Такие плёнки для электронной микроскопии не искажали поверхность образца, т.к. электронные микроскопы не доходили по разрешению до распознания артефактов, вызванных напылением таких плёнок. Режим СТМ имеет разрешение до единиц Ангстрем, и поэтому любая плёнка, напылённая на образец, будет приводить к видимым в СТМ искажениям рельефа образца. Таким образом, встала задача напыления как можно более тонких плёнок с как можно меньшей неравномерностью толщины, как можно меньшим средним размером зерна самой плёнки, и с как можно меньшим изменением толщины плёнки при изменении угла наклона при переходе с одной локальной точки рельефе на другую. Необходимым для СТМ требованием является и малая подверженность плёнки окислению в среде естественной атмосферы, для сохранения проводимости напылённой поверхности образцов длительное время. 2)Режим атомно-силового микроскопа (АСМ), как и режим СТМ, также имеет существенные ограничения по разновидности образцов. В режиме АСМ нет необходимости в наличии электропроводности образца, однако в режиме АСМ зонд получает информацию о поверхности образца путём механического контакта с ней. Очень существенно, чтобы изучаемые объекты были жёстко прикреплены к подложке, не перетаскивались зондом, уходя от визуализации и внося шум, а также имели как можно большую жёсткость, чтобы зонд не проминал их и не искажал их истинный рельеф. Кроме того, если на образце есть плохо закреплённые атомы, маленькие частицы или органика, они быстро налипают остриё зонда в виде кома. Этот ком сразу ухудшает разрешение АСМ. Ком практически не снимается какими-либо методами с острия зонда, и, если учесть относительную дороговизну АСМ зондов, измерения могут оказаться слишком дорогими из-за необходимости частой смены зондов. Конечно, для возможности частичного ухода от этих проблем в АСМ разработаны специальные вибро - режимы. Применение данных режимов примерно на порядок ослабляет требования к жёсткости закрепления объектов и к жёсткости самих объектов, но, к сожалению, сопровождается ухудшением вертикального разрешения. Режим АСМ и так имеет плохое латеральное разрешение из-за невысокой остроты зонда в 100-400 Ангстрем, делающегося методами микроэлектроники. Если вертикальное разрешение в контактной моде достигает на жёстких материалах до 0.1 Ангстрема, то на вибро - моде даже на жёстких материалах оно падает до 10-50 Ангстрем из-за амплитуды колебаний зонда в вибро - моде на уровне 100-1000 Ангстрем. Напыление тонкой плёнки, придающей жёсткость поверхности объектов, закрепляющей объекты на подложке и одновременно «очищающей» образец за счёт закрытия собою всех загрязняющих зонд факторов, является привлекательным методом для АСМ, так как позволит любые образцы смотреть в контактной моде. Однако для этого необходимы дополнительные качества напыляемой плёнки - панцирная жёсткость, которая реализуется, если плёнка состоит из хорошо связанных между собой атомов, и высокая инвариантность толщины плёнки, сохраняющаяся вплоть до отрицательных локальных углов на поверхности для возможности закрепления частиц типа шариков. 3)Требованием к напылению является также и необходимость в как можно малой скорости (температуре) падающих при напылении на образец атомов. Это необходимо для напыления на такие органические и биоорганические объекты, которые претерпевают структурные изменения при нагреве (денатурация белков при 42…50С и т.д.). Выше перечисленные проблемы, возникающие при напыление тонких пленок, можно отчасти или полностью решить благодаря применению метода магнетронного напыления.Посмотреть предложения по расчету стоимости