ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................... 5
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ .............. 17
1.1 Высокомощные распылительные системы.............................................. 17
1.1.1 Технологическое оборудование и оснастка для HiPIMS .................. 18
1.1.2 Особенности физики высокомощного импульсного газового разряда
магнетрона.................................................................................................... 24
1.1.3 Распыление в режиме горячей мишени ............................................. 33
1.2 Методы исследования газового разряда магнетрона .............................. 43
1.2.1 Вольт-амперная характеристика разряда ........................................... 44
1.2.2 Спектры испускания ........................................................................... 47
1.2.3 Зондовая диагностика: температура и концентрация частиц ........... 49
1.2.4 Энергетические потоки на подложку................................................. 53
1.2.5 Физико-математическое моделирование ........................................... 55
1.2.6 Другие методы исследования ............................................................. 60
1.3 Пленки и покрытия ................................................................................... 62
1.3.1 Металлические системы ..................................................................... 62
1.3.2 Оксидные и нитридные системы........................................................ 64
1.3.3 Оксинитриды и другие соединения.................................................... 66
1.3.4 Методы исследования пленок ............................................................ 68
Выводы по главе 1........................................................................................... 71
2 ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ............. 74
2.1 Экспериментальная технологическая установка УВН-71 ...................... 74
2.2 Разработка аппаратно-программного комплекса для автоматизации
измерений методом зонда Ленгмюра............................................................. 81
2.3 Стенд для измерения энергетических потоков при распылении............ 89
Выводы по главе 2........................................................................................... 94
3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ HiPIMS .......................................... 96
3.1 Моделирование нагрева мишени.............................................................. 96
3.2 Моделирование процесса осаждения пленки ........................................ 1073
3.3 Исследование поверхности зоны эрозии с помощью физикоматематической модели................................................................................ 138
3.4 Статистическое моделирование процесса распыления и осаждения
пленок ............................................................................................................ 148
Выводы по главе 3......................................................................................... 164
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ DCMS и HiPIMS............. 167
4.1 Исследование вольт-амперных характеристик...................................... 167
4.1.1 Титановая мишень в среде аргона.................................................... 167
4.1.2 Титановая мишень в среде аргона и кислорода............................... 168
4.1.3 Медная мишень в среде аргона ........................................................ 172
4.1.4 Медная мишень в среде аргона и кислорода ................................... 173
4.2 Исследование спектров испускания газового разряда .......................... 175
4.2.1 Титановая мишень в среде аргона.................................................... 175
4.2.2 Титановая мишень в среде аргона и кислорода............................... 178
4.2.3 Медная мишень в среде аргона ........................................................ 181
4.2.4 Медная мишень в среде аргона и кислорода ................................... 182
4.3 Влияние длительности и частоты следования импульсов на параметры
разряда ........................................................................................................... 184
4.3.1 Титановая мишень в среде аргона.................................................... 184
4.3.2 Титановая мишень в среде аргона и кислорода............................... 187
4.3.3 Медная мишень в среде аргона ........................................................ 189
4.3.4 Медная мишень в среде аргона и кислорода ................................... 191
4.4 Зондовая диагностика газового разряда................................................. 193
4.4.1 Титановая мишень в среде аргона.................................................... 193
4.4.2 Титановая мишень в среде аргона и кислорода............................... 195
4.4.3 Медная мишень в среде аргона ........................................................ 197
4.4.4 Медная мишень в среде аргона и кислорода ................................... 198
4.5 Исследование энергетических потоков.................................................. 199
4.5.1 Титановая мишень в среде аргона.................................................... 199
4.5.2 Медная мишень в среде аргона ........................................................ 2064
4.6 Осаждение и исследование пленочных образцов.................................. 207
Выводы по главе 4......................................................................................... 222
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................ 226
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ .............................................................................. 230
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.......................................... 231
