C - Chemistry – Metallurgy – 23 – C
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
23
C
C23C 14/46 (2006.01) H01J 37/317 (2006.01) H01J 37/34 (2006.01)
Patent
CA 2333296
In accordance with one specific embodiment of the present invention, the apparatus (44) for sputter deposition within an evacuated volume (14) comprises a compact ion source (46) to generate ions (50, 52) into which an ionizable gas is introduced and from which ions leave with directed energies near to or below the sputtering threshold, a sputter target (54) near that source and located within the beam of ions leaving that source, a grounded shield (58) surrounding the sputter target and defining that portion of the target which is to be exposed to sputtering, and a power supply to bias the target so that ions are attracted to and sputter the target. Particles sputtered from the target are deposited on a deposition substrate (64) separate from both the ion source and the sputter target. In the case of an insulating target, the target is biased with a radiofrequency power supply and the bias has a mean negative value rather than a direct-current negative value. The rate and energy with which the ions arrive at the target together determine the rate with which that target is sputtered and the rate with which the thin film is deposited on the substrate. In using a compact gridless ion source, the high pressure required for generating ions is confined to the ion source and the gas load for pumping is reduced. For ion energies at or near the sputtering threshold, the sputtering from extraneous hardware is reduced or eliminated. In addition, the target biases can be low enough to minimize the damage due to energetic neutrals that result from the reflection of energetic ions striking the target.
Selon un mode de réalisation particulier de cette invention, un appareil de dépôt par pulvérisation cathodique (44) situé à l'intérieur d'un volume évacué (14) comprend: une source d'ions compacte (46) permettant de produire des ions, un gaz ionisable étant introduit dans cette source que des ions (50, 52) quittent avec une énergie dirigée inférieure ou égale au seuil de pulvérisation cathodique; une cible de pulvérisation cathodique (56) située à proximité de ladite source d'ions et à l'intérieur du faisceau d'ions quittant cette source; un écran mis à la terre (58), qui entoure ladite cible de pulvérisation cathodique et définit une partie de cette cible destinée à être exposée à la pulvérisation cathodique; et une source d'alimentation permettant de polariser ladite cible de sorte que les ions sont attirés vers celle-ci et la soumettent à une pulvérisation cathodique. Des particules sont déposées par pulvérisation cathodique de cette cible sur un substrat (64), lequel est séparé à la fois de la source d'ions et de la cible de pulvérisation cathodique. Si cette cible se présente sous la forme d'une cible isolante, elle est alors polarisée à l'aide d'une source d'alimentation radiofréquence, la polarisation ayant une valeur négative moyenne plutôt qu'une valeur négative en courant continu. Les ions arrivent sur cette cible selon une vitesse et une énergie permettant de calculer la vitesse à laquelle un dépôt se forme par pulvérisation cathodique sur cette cible, ainsi que la vitesse à laquelle la couche mince se forme sur ledit substrat. Par ailleurs, en utilisant une source d'ions compacte sans grille, on limite à cette source d'ions la haute pression nécessaire pour produire des ions, tout en réduisant la charge de gaz indispensable au pompage. On peut en outre diminuer ou éliminer la pulvérisation cathodique à partir de matériel extérieur dans le cas d'une énergie ionique approchant ou atteignant le seuil de pulvérisation cathodique. Enfin, la polarisation de la cible peut être suffisamment faible pour minimiser les dommages provoqués par les neutres énergétiques dus à la réflexion des ions énergétiques frappant ladite cible.
Baldwin David A.
Hylton Todd L.
Kahn James R.
Kaufman Harold R.
Zhurin Viacheslav V.
Commonwealth Scientific Corporation
Kaufman & Robinson Inc.
Smart & Biggar
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-2021147