Дослідження електронної складової імпульсного магнетронного розряду

Oleh Mykolaiovych Bevza; Anatolii Ivanovych Kuzmichiev

doi:10.20535/2523-4455.2019.24.6.197171

Т. 24 · № 6 · 2019 гру 27, 2019 Мікросистеми та фізична електроніка

Дослідження електронної складової імпульсного магнетронного розряду

Oleh Mykolaiovych Bevza Відповідальний Національний технічний університет України "Київський політехнічний інстиут імені Ігоря Сікорського" Україна

Anatolii Ivanovych Kuzmichiev Національний технічний університет України "Київський політехнічний інстиут імені Ігоря Сікорського" Україна

Сторінки6-16 Опублікованогру 27, 2019

PDF

ТОМ 24 · № 6 · 2019 Переглянути випуск

Анотація

Для порівняння характеристик електронної хмари при збудженні розряду імпульсами прямокутної форми та імпульсами у формі затухаючої синусоїди була створена фізико-топологічна модель магнетронної розпилювальної системи. В результаті моделювання було розраховано розподіл в просторі та часі щільність електронів, енергія електронів, щільність енергії електронів при прямокутному та ударному збудженні розряду. Аналіз отриманих результатів підтвердив раніше зазначену іншими авторами особливість, що виражається в формуванні підвищеної щільності електронів на фронтах імпульсів збудження розряду. Також було з’ясовано, що при ударному збудженні магнетронного розряду: 1) енергія електронів над поверхнею катоду-мішені в декілька разів вище ніж при збудженні розряду імпульсом прямокутної форми і відповідно до більш інтенсивного розпилення поверхні катоду-мішені; 2) спостерігається незначне збільшення зони ерозії мішені і відповідно до збільшення коефіцієнта використання матеріалу мішені; 3) в позитивний період синусоїди, утворюються іони, які бомбардують плівку, що осаджується та розпилюють її, якщо вона знаходиться під потенціалом землі.

Ключові слова

#магнетронна розпилювальна система #імпульсний розряд #ударне збудження розряду #енергія електронів #щільність енергії електронів

Посилання

A. I. Kuzmichev, Y. I. Melnyk, V. Y. Kulikovsky, P. Bohac, and L. Jastrabik, “Characteristics of pulse magnetron discharge with power supply from a capacitor energy storage,” in International Conference on Phenomena in Ionized Gases (26th), 2003, pp. 123–124, URL: https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/p014993.pdf
A. I. Kuzmichev, Magnetronnyye raspylitel’nyye sistemy. Kn. 1. Vvedeniye v fiziku i tekhniku magnetronnogo raspyleniya [Magnetron Sputtering Systems. Book 1. Introduction to physics and magnetron sputtering technology]. Kyiv: Avers, 2008, ISBN: 966-8934-07-5.
A. I. Kuzmichev, S. B. Sidorenko, H. Steffen, R. Hippler, and V. Y. Kulikovsky, “Investigation of a pulsed magnetron sputtering discharge with a vacuum pentode modulator power supply,” Vacuum, vol. 72, no. 1, pp. 59–69, Sep. 2003, DOI: 10.1016/S0042-207X(03)00100-3.
A. I. Kuzmichev and O. D. Volpian, “Sistema dlya paketno-impul’snogo vozbuzhdeniya raspylyayushchego razryada na srednikh chastotakh [The system for burst pulse excitation of a sputtering discharge at medium frequencies],” in Materialy 11-y nauchno-tekhnicheskoy konferentsii s uchastiyem zarubezhnykh spetsialistov “Vakuumnaya nauka i tekhnika” [Materials of the 11th scientific and technical conference with the participation of foreign experts “Vacuum Science and Technology”], 2004, pp. 351–354.
K. Wasa and S. Hayakawa, Handbook of sputter deposition technology. Park Ridge, NJ (United States): Noyes Publications, 1992, ISBN: 0-8155-1280-5, URL: https://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=source:%22ISBN 0-8155-1280-5%22.
V. V. Zhukov, V. P. Krivobokov, V. V. Patsevich, and S. N. Yanin, “Svoystva magnetronnogo razryada na postoyannom toke. CH.1. Mekhanizm raspyleniya misheni [The properties of a direct current magnetron discharge. Part 1. Target sputtering mechanism],” Izv. Tomsk. Politekh. Univ. [The News Tomsk Polytech. Univ., vol. 308, no. 6, pp. 69–74, 2005, URL: https://cyberleninka.ru/article/n/svoystva-magnetronnogo-razryada-na-postoyannom-toke-ch-1-mehanizm-raspyleniya-misheni URL: https://cyberleninka.ru/article/n/svoystva-magnetronnogo-razryada-na-postoyannom-toke-ch-1-mehanizm-raspyleniya-misheni .
A. A. Solovyev, N. S. Sochugov, K. V. Oskomov, and S. V. Rabotkin, “Issledovaniye kharakteristik plazmy v nesbalansirovannoy magnetronnoy raspylitel’noy sisteme [Study of plasma characteristics in an unbalanced magnetron sputtering system],” Fiz. plazmy [Plasma physics], vol. 35, no. 5, pp. 443–452, 2009, URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=11919435 .
O. M. Bevza, “The magnetron discharge pulse excitation,” Electron. Commun., vol. 22, no. 3, pp. 12–18, Jun. 2017, DOI: 10.20535/2312-1807.2017.22.3.105448.
S. V. Denbnoveckij, R. Hippler, A. I. Kuzmichev, and V. Y. Kulikovsky, “Zapazdyvanie vozniknovenija razrjada v impul’snyh magnetronnyh raspylitel’nyh ustrojstvah [The delay in the occurrence of discharge pulsed magnetron sputtering devices],” Electron. Commun., vol. 8, no. 2, pp. 195–198, 2000.
A. I. Kuzmichev, V. Y. Kulikovsky, and S. B. Sydorenko, “Dinamicheskie harakteristiki impul’snoj magnetronnoj raspylitel’noj sistemy [Dynamic characteristics of the pulsed magnetron sputtering system],” Izv. RAN. Seriya Fiz. [Proceedings RAS. Phys. Ser., vol. 64, no. 7, pp. 1317–1321, 2000.
J. T. Gudmundsson, J. Alami, and U. Helmersson, “Evolution of the electron energy distribution and plasma parameters in a pulsed magnetron discharge,” Appl. Phys. Lett., vol. 78, no. 22, pp. 3427–3429, May 2001, DOI: 10.1063/1.1376150.
O. D. Volpian and A. I. Kuzmichev, “Magnetronnoye naneseniye opticheskikh pokrytiy pri pitanii magnetronov peremennym napryazheniyem sredney chastoty [Magnetron deposition of optical coatings with magnetron power supply by mid-frequency alternative voltage],” Prikl. Fiz. [Applied Physics], no. 3, pp. 34–52, 2008.
I. Kolev, A. Bogaerts, and R. Gijbels, “Influence of electron recapture by the cathode upon the discharge characteristics in dc planar magnetrons,” Phys. Rev. E, vol. 72, no. 5, p. 056402, Nov. 2005, DOI: 10.1103/PhysRevE.72.056402.

Попередня у випуску Кластеризація медико-біологічних сигналів в розпізнавальних системах, що навчаються з учителем Наступна у випуску Аналіз параметрів якості вхідного струму модульного AC-DC зарядного пристрою SEPIC на основі ряду Фур’є двох змінних

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

Механічно перелаштовувана антена з іонно-полімерним металевим композитом

Artem Serhiyovych Chernov, Oleksii O. Malyshok, Victor Anatoliiovych Kazmirenko, Irina Petrivna Holubeva, Yuriy Vasylovych Prokopenko, Guy A. E. Vandenbosch

Розглядається актуальна задача створення антен для сучасних бездротових систем, здатних до роботи у різних частотних діапазонах. Зазвичай для перелаштування частоти…

#структура з відхиленням електрода #фільтена #перелаштування частоти #актюатор ІМПК

с. 343504.1-343504.6

10.20535/2523-4455.mea.343504

Модель генератора Маркса для генерації коронного розряду у повітрі

Andrii Viktorovych Melnyk, Oleh Mykolaiovych Bevza, Anatolii Ivanovych Kuzmichiev

У статті розглянуто роботу генератора Маркса з навантаженням у вигляді від'ємного коронного розряду в повітрі за атмосферного тиску та побудовано його електричну модель.…

#коронний розряд #генератор Маркса #висока напруга #іонізація

с. 324599.1-324599.8

10.20535/2523-4455.mea.324599

Взаємодія срібних наночастинок з підкладкою в умовах плазмонного резонансу

Yurii I. Mysiuk, Yurii B. Smachylo, Oleksandr V. Ilin, Tetiana Oleksandrivna Bulavinets, Iryna Y. Yaremchuk

Взаємодія між наночастинками металів і підкладками в умовах плазмонного резонансу відіграє вирішальну роль у різних оптичних застосуваннях. У цій роботі ми досліджуємо…

#наночастинки срібла #переріз екстинкції #підкладка #локалізований поверхневий плазмонний резонанс

с. 303929.1-303929.6

10.20535/2523-4455.mea.303929

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають

Ihor Mykhailovych Drozd, Serhii Oleksiiovych Maikut, Viktor Hryhorovych Shynkarenko, Leonid Yuriiovych Tsybulskyi, Anatolii Ivanovych Kuzmichiev, Моделювання магнітного відсічення електронів у вакуумному комутаторі з анодом у вигляді індуктора , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 25 № 2 (2020)
Andrii Viktorovych Melnyk, Oleh Mykolaiovych Bevza, Anatolii Ivanovych Kuzmichiev, Модель генератора Маркса для генерації коронного розряду у повітрі , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 30 № 1 (2025)

Схожі статті

Oleksandr Viktorovych Machulianskyi, Питома електрична поляризованість наночастинок міді в оптичному діапазоні спектру , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 2 (2018)
Andrii Volodymyrovych Osinsky, Andrii Volodymyrovych Diahiliev, Oleksandr Vasylovych Borysov, Nataliia Mykolaivna Liakhova, Marat Serhiiovych Onachenko, Nina Olehivna Sukhovii, Ihor Vitaliiovych Masol, Volodymyr Ivanovych Osinsky, Рекордна ефективність сонячних батарей на варізонних трінітрідах квантових енесторів-зоністорів , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 5 (2018)
Oleksandr Viktorovich Machulianskyi, Оптичні властивості наночастинок нікелю в системах зі статистично неоднорідною структурою , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
Ірина Брика, Наталія Юріївна Філіпова, Двостороння система попередження учасників дорожнього руху на базі мікроконтролера ESP32 , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 1 (2026)
Viktor Fedorovich Zavorotnyi, Olexander Vasylovych Borisov, Лабораторний тестер сонячних елементів з динамічною реконфігурацією вимірювальної схеми , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
Sergey M. Osinov, Viktor Fedorovich Zavorotnyi, Boris Ivanovych Lupyna, Olexandr Vasylovych Borisov, Моделювання багатофункціанального терморезистивного перетворювача, що використовує технологію теплообміну , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 2 (2019)
Myhailo Yuhymovych Artemenko, Larysa Mykolaivna Batrak, Serhii Yosyfovych Polishchuk, Повна потужність та коефіцієнт корисної дії трифазної чотирипровідної системи живлення , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 3 (2018)
д-р техн. наук, проф. Сергій Анатолійович Найда, д-р техн. наук, доц. Олександр Іванович Дрозденко, канд. техн. наук, доц. Павло Васильович Попович, PhD, Assoc. Prof. Kateryna Serhiivna Drozdenko, канд. техн. наук Олександр Ігорович Нижник, канд. техн. наук Ярослав Іванович Старовойт, Акустична локалізація повітряних об’єктів та практична оцінка її точності , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 1 (2026)
Антон Васильович Коцюбайло, д-р техн. наук, проф. Олександр Миколайович Лисенко, Розподілена архітектура системи Wi-Fi-керування активним ортезом верхніх кінцівок , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 1 (2026)
Oleksandr Ivanovych Drozdenko, Oleksandr Hryhorovych Leiko, Випромінювання максимальної акустичної потужності системами гідроакустичних циліндричних п'єзокерамічних перетворювачів з окружною поляризацією , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 2 (2018)

1-10 з 86 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] A. I. Kuzmichev, Y. I. Melnyk, V. Y. Kulikovsky, P. Bohac, and L. Jastrabik, “Characteristics of pulse magnetron discharge with power supply from a capacitor energy storage,” in International Conference on Phenomena in Ionized Gases (26th), 2003, pp. 123–124, URL: https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/p014993.pdf

[2] A. I. Kuzmichev, Magnetronnyye raspylitel’nyye sistemy. Kn. 1. Vvedeniye v fiziku i tekhniku magnetronnogo raspyleniya [Magnetron Sputtering Systems. Book 1. Introduction to physics and magnetron sputtering technology]. Kyiv: Avers, 2008, ISBN: 966-8934-07-5.

[3] A. I. Kuzmichev, S. B. Sidorenko, H. Steffen, R. Hippler, and V. Y. Kulikovsky, “Investigation of a pulsed magnetron sputtering discharge with a vacuum pentode modulator power supply,” Vacuum, vol. 72, no. 1, pp. 59–69, Sep. 2003, DOI: 10.1016/S0042-207X(03)00100-3.

[4] A. I. Kuzmichev and O. D. Volpian, “Sistema dlya paketno-impul’snogo vozbuzhdeniya raspylyayushchego razryada na srednikh chastotakh [The system for burst pulse excitation of a sputtering discharge at medium frequencies],” in Materialy 11-y nauchno-tekhnicheskoy konferentsii s uchastiyem zarubezhnykh spetsialistov “Vakuumnaya nauka i tekhnika” [Materials of the 11th scientific and technical conference with the participation of foreign experts “Vacuum Science and Technology”], 2004, pp. 351–354.

[5] K. Wasa and S. Hayakawa, Handbook of sputter deposition technology. Park Ridge, NJ (United States): Noyes Publications, 1992, ISBN: 0-8155-1280-5, URL: https://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=source:%22ISBN 0-8155-1280-5%22.

[6] V. V. Zhukov, V. P. Krivobokov, V. V. Patsevich, and S. N. Yanin, “Svoystva magnetronnogo razryada na postoyannom toke. CH.1. Mekhanizm raspyleniya misheni [The properties of a direct current magnetron discharge. Part 1. Target sputtering mechanism],” Izv. Tomsk. Politekh. Univ. [The News Tomsk Polytech. Univ., vol. 308, no. 6, pp. 69–74, 2005, URL: https://cyberleninka.ru/article/n/svoystva-magnetronnogo-razryada-na-postoyannom-toke-ch-1-mehanizm-raspyleniya-misheni URL: https://cyberleninka.ru/article/n/svoystva-magnetronnogo-razryada-na-postoyannom-toke-ch-1-mehanizm-raspyleniya-misheni .

[7] A. A. Solovyev, N. S. Sochugov, K. V. Oskomov, and S. V. Rabotkin, “Issledovaniye kharakteristik plazmy v nesbalansirovannoy magnetronnoy raspylitel’noy sisteme [Study of plasma characteristics in an unbalanced magnetron sputtering system],” Fiz. plazmy [Plasma physics], vol. 35, no. 5, pp. 443–452, 2009, URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=11919435 .

[8] O. M. Bevza, “The magnetron discharge pulse excitation,” Electron. Commun., vol. 22, no. 3, pp. 12–18, Jun. 2017, DOI: 10.20535/2312-1807.2017.22.3.105448.

[9] S. V. Denbnoveckij, R. Hippler, A. I. Kuzmichev, and V. Y. Kulikovsky, “Zapazdyvanie vozniknovenija razrjada v impul’snyh magnetronnyh raspylitel’nyh ustrojstvah [The delay in the occurrence of discharge pulsed magnetron sputtering devices],” Electron. Commun., vol. 8, no. 2, pp. 195–198, 2000.

[10] A. I. Kuzmichev, V. Y. Kulikovsky, and S. B. Sydorenko, “Dinamicheskie harakteristiki impul’snoj magnetronnoj raspylitel’noj sistemy [Dynamic characteristics of the pulsed magnetron sputtering system],” Izv. RAN. Seriya Fiz. [Proceedings RAS. Phys. Ser., vol. 64, no. 7, pp. 1317–1321, 2000.

[11] J. T. Gudmundsson, J. Alami, and U. Helmersson, “Evolution of the electron energy distribution and plasma parameters in a pulsed magnetron discharge,” Appl. Phys. Lett., vol. 78, no. 22, pp. 3427–3429, May 2001, DOI: 10.1063/1.1376150.

[12] O. D. Volpian and A. I. Kuzmichev, “Magnetronnoye naneseniye opticheskikh pokrytiy pri pitanii magnetronov peremennym napryazheniyem sredney chastoty [Magnetron deposition of optical coatings with magnetron power supply by mid-frequency alternative voltage],” Prikl. Fiz. [Applied Physics], no. 3, pp. 34–52, 2008.

[13] I. Kolev, A. Bogaerts, and R. Gijbels, “Influence of electron recapture by the cathode upon the discharge characteristics in dc planar magnetrons,” Phys. Rev. E, vol. 72, no. 5, p. 056402, Nov. 2005, DOI: 10.1103/PhysRevE.72.056402.