179482. lajstromszámú szabadalom • Penning porlasztóforrás
MAGYAR NÉPKÖZT ARS AS AG SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1979.11. 19. (HI-507) Közzététel napja: 1982. III. 29. ORSZÁGOS találmányi HIVATAL Megjelent: 1984. V. 31. 179482 Nemzetközi osztályozás: NSZO3 : C 23 Cl 5/00 Feltalálók: Szabadalmas: Kertész Gábor, oki. villamosmérnök 50%, Vágó György old. fizikus 50% Mikroelektronikai Vállalat, Budapest Budapest Penning porlasztó forrás 1 Az általunk javasolt műszaki megoldás egy korszerű Penning porlasztó forrás megvalósítására vonatkozik. A kivitelezett megoldás megtartja az ismert, hasonló rendeltetésű berendezések előnyeit például hűtését, de annak porlasztó teljesítményét jóval kedvezőbb gazdasági feltételek mellett növeljük. A kitűzött feladatot azzal oldjuk meg, hogy a gerjesztő mágnesek szokásostól eltérő elrendezésével a plazma kialakulásának feltételeit a target egész felületére kiterjesztjük. A vákuum vékonyréteg technika alapvetően két egymástól elvileg különböző eljáráson alapult és alapszik még napjainkban is. Ezek az ún. párologtatás, illetve a porlasztás. 1974-ig az elektronikai iparban, de különösen a félvezető gyártásban gyakorlatilag az elektronsugaras gőzölés volt az egyeduralkodó mindaddig, míg fel nem merült az ötvözetréteg előállításának az igénye. E feladat megoldására a porlasztás lényegesen jobb technológia lett volna, ha a termelékenységben felvehette volna a versenyt az elektronsugaras párologtatással. Versenyképessé egy új eszköz, a Penning porlasztó ágyú alkalmazása tette. Ezt az új eszközt ma már a félvezető integrált gyártásban széles körben alkalmazzák. Ismeretes az a tény, hogy a Penning plazma kialakulásának az a feltétele, hogy a mágnestérnek a katód felületével párhuzamos összetevője nagyobb legyen egy küszöb értékénél. Ez a küszöbérték általában 2 0,1 — 1 Pa optimális gáznyomás mellett 1—2,5 • • 10"2 T körül szokott lenni. A Penning plazma kialakulás a következők szerint történik: 5 A katódból kilépő elektronokat a mágnesténe merőleges villamos összetevő, kör illetve dklois pályára kényszeríti és így az elektronok az anód és katód távolságánál lényegesen nagyobb utat tesznek 10 meg, ez a tény biztosítja a nagyobb ionizációs valószínűséget. Ily módon az egymásra merőleges villamos és mágnestér egyidejű alkalmazásával a nagyvákuumban lehetséges a gázkisülés begyújtása. (Pl. Penning vákuummérőcső.) 15 Elővákuumtartományban a Penning kisülés biztosítja, hogy egy adott parázskisülésnél nagyságrendekkel nagyobb áram folyjék. A porlasztási folyamatban a porlasztási sebességet a rendszeresen átfolyó áram szinte egyértelműen meghatározza, ezért a 20 Penning-kisülés alkalmazásával a porlasztási sebesség is legalább egy nagyságrenddel nagyobb. A szakirodalomban e feltételeket megvalósító eszközöket számos névvel jelölik pl.: S-gun, Sputter-gun, 25 Planar Plasmatron, Planer Magnetron stb., vagy fantázia-névvel „plasmax” nevezik. A gyakorlati életben számos Penning porlasztó forrás került megvalósításra. Az egyik ilyen egyszerűbb kivitelű Penning porlasztó forrást mutattunk be az 30 1. ábrában. 179482
