Горячая Мишень. Физико-Химическая Модель Реактивного Распыления

Abstract

Получила развитие неизотермическая физико-химическая модель реактивного распыления. Новый вариант модели описывает распыление горячей металлической мишени в смеси аргона и одного реактивного газа. Синтез пленки на всех поверхностях вакуумной камеры задан в форме поверхностной химической реакции. Для математического описания реакции использован основной постулат химической кинетики с учетом уравнения изотермы Ленгмюра и уравнения Аррениуса в неизотермических условиях. Зависимость температуры мишени от плотности тока разряда определена по результатам измерения спектров разряда в ближнем ИК-диапазоне. Для аналитического описания модели предложена система из восьми алгебраических уравнений. С ее помощью выполнен анализ влияния плотности тока и расхода реактивного газа на процесс реактивного распыления горячей титановой мишени в смеси аргон + азот при плотности тока 25−600 A/m 2 . Установлено, что разогрев мишени смещает точки изменения режимов работы мишени в область меньших расходов азота и уменьшает ширину петли гистерезиса по сравнению с холодной мишенью. При этом влияние испарения мишени на процесс начинает проявляться при плотности тока более 400 A/m 2 .