DOI 10.31554/978-5-7925-0655-8-2023-107-114
ГАЗОРАЗРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО НА ОСНОВЕ ПЛАНАРНОГО МАГНЕТРОНА И ПЛАЗМЕННОГО ИСТОЧНИКА ИОНОВ
Семенов А. П., Цыренов Д. Б.-Д., Семенова И. А.
Институт физического материаловедения СО РАН (ИФМ СО РАН)
670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, Россия
E-mail: semenov@bscnet.ru
Рассмотрено гибридное газоразрядное устройство, совмещающее планарный магнетрон с плазменным ионным источником. Плоский центральный медный анод, выполняющий функции мишени, распыляемой ионным пучком, установлен относительно направления падения распыляющего ионного пучка нормально под углом 0° и наклонно под углом 45°-50° (с возможностью вращения), причем ось вращения анода совпадает с осью симметрии ионного пучка. Продольная инжекция ионного пучка в магнетрон и распыление ионным пучком титанового катода магнетрона способствует зажиганию аномального тлеющего разряда низкого давления < 8-10-2 Па в магнетроне. Установлено, что напряжение зажигания разряда падает с повышением энергии ионов и пороговым образом зависит от тока ионного пучка. В приближении переноса кинетической энергии в каскадах столкновений рассматривается численная оценка коэффициента распыления медного анода магнетрона. Показано, при инжекции 1-10 кэВ ионного пучка в магнетрон коэффициент распыления нормально установленного медного анода магнетрона составляет 3-6 атомов на один падающий ион. При наклонном падении распыляющих ионов и прочих равных условиях обеспечивается рост коэффициента распыления медного анода магнетрона с 6 до 9 атомов на один падающий ион. При этом достигается максимальная кучность распыленных атомов меди на ростовой поверхности подложек, что позволяет вносить и регулировать с высокой точностью и в малых долевых соотношениях (единицы ат. %) примесь, в частности медь, в условиях синтеза сверхтвердых TiN-Cu-покрытий реактивным магнетронным распылением и направленно воздействовать на нанокристаллическую структуру покрытий.
