Технология импульсно-плазменного распыления (ИПР)

Установка импульсно-плазменного распыления

Схема импульсно-плазменной установки с лазерным поджигом

В этом методе лазерное излучение (1) используется для получения первичной порции пара распыляемого металла, в которой зажигается плазма аномального тлеющего разряда между водоохлаждаемым анодом (7) и распыляемой мишенью (8) за счет энергии конденсаторной батареи (9) необходимой емкости.

В этом случае каждый испаренный атом ионизируется в плазме разряда, т.е. генерирует один электрон и один атом. Положительные ионы испаряющегося металла возвращаются вновь к мишени, ускоряясь электрическим полем, и бомбардируют мишень, выбивая новые атомы. То есть, особенностью плазмы является самоподдерживающийся характер жизни.

Процесс распыления продолжается в течение времени, превышающего длительность импульса лазера примерно на 4 порядка. Так при длительности лазерного импульса tи = 10-8 с, время жизни плазмы составляет примерно ~ 10^-4 с, а область взаимодействия ионов с мишенью по сравнению с пятном сфокусированного излучения увеличивается на несколько порядков.

Часть выбитых из мишени атомов в нейтральном состоянии достигает подложки, образуя пленку. При этом средняя скорость напыления при сохранении порядка величины импульсной скорости, характерного для чисто лазерного напыления (~ 10⁵ нм/с), возрастает более чем в 10000 раз.