Přejít k obsahu


Return of Target Material Ions: the Reason for Suppressed Hysteresis in Reactive High Power Impulse Magnetron Sputtering

Citace:
KADLEC, S., ČAPEK, J. Return of Target Material Ions: the Reason for Suppressed Hysteresis in Reactive High Power Impulse Magnetron Sputtering. Ghent, Belgie, 2014.
Druh: PŘEDNÁŠKA, POSTER
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Return of Target Material Ions: the Reason for Suppressed Hysteresis in Reactive High Power Impulse Magnetron Sputtering
Rok vydání: 2014
Autoři: Stanislav Kadlec , Ing. Jiří Čapek Ph.D.
Abstrakt CZ: Několik autorů nedávno ve svých publikacích popsalo efekt potlačování hysterezního chování v případě reaktivního vysokovýkonového pulzního magnetronového naprašování (HIPIMS). Vysvětlení tohoto jevu je však stále nedostatečné. V této práci prezentujeme experimentální data hysterezního chování během přípravy oxidových vrstev metodou HIPIMS a také zjednodušený model vysvětlující pozorovaný jev. V případě, že pulzovací podmínky byly plynule měněny z podmínek středních frekvencí do podmínek HiPIMS, přechod mezi kovovým a reaktivním módem se posunul směrem k menším průtokům kyslíku díky nižší rozprašovací rychlosti terče. Dále bylo pozorováno zúžení nebo dokonce i potlačení náhlých změn tlaku a napětí v případě HIPIMS. Nejdůležitějším efektem, který vysvětluje naměřená experimentální data, je pokrývání zreagovaných částí terče ionty terčového materiálu, které se vrátily zpět na terč. Tento efekt tak snižuje pokrytí terče zreagovaným produktem při daném parciálním tlaku. Pro některé kombinace parametrů model předpovídá vyšší depoziční rychlost v případě HIPIMS ve srovnání se standardním reaktivním naprašováním.
Abstrakt EN: In reactive High Power Impulse Magnetron Sputtering (HIPIMS), several authors have reported a tendency to disappeared hysteresis. However, the understanding of this behavior is still inadequate. In this work, both experimental data on hysteresis during reactive HIPIMS of oxides are reported and a simplified model explaining the observed phenomena is presented. When the pulsing conditions have been gradually changed from mid-frequency operation to HIPIMS, the transition between metallic and reactive modes shifted towards lower oxygen flow due to lower sputtering rate. Moreover, narrower or even disappearing jumps in pressure and voltage have been observed with HIPIMS for both TiO2 and Al2O3. The most important effect explaining the experimental data is covering of reacted parts of target by the returning ionized metal, effectively lowering the target coverage by reaction product at a given partial pressure. For some parameter combinations, higher deposition rate of reactive HIPIMS is predicted compared to standard reactive sputtering.
Klíčová slova

Zpět

Patička