ИО́ННОЕ РАСПЫЛЕ́НИЕ

ИО́ННОЕ РАСПЫЛЕ́НИЕ, раз­ру­ше­ние по­верх­но­сти твёр­дых тел в ре­зуль­та­те ион­ной бом­бар­ди­ров­ки в ва­куу­ме. И. р. про­ис­хо­дит ли­бо в про­цес­се т. н. ка­тод­но­го рас­пы­ле­ния, ко­гда на об­ра­ба­ты­вае­мое те­ло по­да­ёт­ся от­ри­ца­тель­ный по­тен­ци­ал, ус­ко­ряю­щий дви­же­ние по­ло­жи­тель­ных ио­нов в на­прав­ле­нии по­верх­но­сти это­го те­ла, ли­бо с по­мо­щью сфор­ми­ро­ван­но­го и ус­ко­рен­но­го до не­об­хо­ди­мой энер­гии по­то­ка ио­нов. Ши­ро­ко при­ме­ня­ет­ся в тех­но­ло­гии элек­трон­ных при­бо­ров для трав­ле­ния (очи­ст­ки) по­верх­но­сти под­лож­ки (ми­ше­ни), на­не­се­ния (на­пы­ле­ния) тон­ких плё­нок пу­тём оса­ж­де­ния на об­ра­ба­ты­вае­мую по­верх­ность рас­пы­лён­но­го ве­ще­ст­ва (в т. ч. для ме­тал­ли­за­ции эле­мен­тов ин­те­граль­ных схем и пе­чат­ных плат, при из­го­тов­ле­нии фо­то­шаб­ло­нов, тон­ко­п­лё­ноч­ных ре­зи­сто­ров и др.). Для И. р., как пра­ви­ло, ис­поль­зу­ют­ся ио­ны инерт­ных га­зов (напр., $\ce{Ar^+}$) с энер­ги­ей 0,1–10 кэВ; при этом глу­би­на про­ник­но­ве­ния ио­нов в ма­те­ри­ал ми­ше­ни со­став­ля­ет неск. атом­ных сло­ёв, что соз­да­ёт наи­бо­лее бла­го­при­ят­ные ус­ло­вия для пе­ре­да­чи ато­мам энер­гии, дос­та­точ­ной для их вы­ле­та с бом­бар­ди­руе­мой по­верх­но­сти. Ин­тен­сив­ность И. р. ха­рак­те­ри­зу­ет­ся ко­эф. рас­пы­ле­ния, оп­ре­де­ляе­мым как от­но­ше­ние чис­ла вы­би­тых ато­мов к чис­лу па­даю­щих на не­го ио­нов (дос­ти­га­ет 10 атом/ион и бо­лее).

Схема диодного распыления: 1 – катод-мишень; 2 – подложка; 3 – анод (подложкодержатель).

На­не­се­ние плё­нок пу­тём И. р. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся разл. спо­со­ба­ми. В про­стей­шем слу­чае (т. н. ди­од­ное рас­пы­ле­ние) уст­рой­ст­во для И. р. пред­став­ля­ет со­бой ва­ку­ум­ную ка­ме­ру (ра­бо­чее дав­ле­ние до 1 Па) с дву­мя элек­тро­да­ми – като­дом и ано­дом (рис.). Обыч­но ка­то­дом слу­жит рас­пы­ляе­мая ми­шень, а роль ано­да вы­пол­ня­ет ме­тал­лич. пла­сти­на с под­лож­ка­ми, пред­на­зна­чен­ны­ми для оса­ж­де­ния рас­пы­ляе­мо­го ве­ще­ст­ва. При по­да­че на ми­шень от­ри­ца­тель­но­го на­пря­же­ния (3–5 кВ) за­жи­га­ет­ся ано­маль­ный тлею­щий раз­ряд, в ре­зуль­та­те воз­ни­ка­ет по­ток ио­нов, бом­бар­ди­рую­щих ми­шень. Наи­боль­шая эф­фек­тив­ность И. р. дос­ти­га­ет­ся в маг­не­трон­ных рас­пы­ли­тель­ных сис­те­мах, обес­пе­чи­ваю­щих ско­рость оса­ж­де­ния плё­нок до 30 нм/с и бо­лее. В та­ких сис­те­мах элек­тро­ны, пе­ре­ме­ща­ясь в по­сто­ян­ном маг­нит­ном по­ле, из­ме­ня­ют на­прав­ле­ние сво­его дви­же­ния, в ре­зуль­та­те уве­ли­чи­ва­ет­ся дли­на про­бе­га элек­тро­нов и, как след­ст­вие, сте­пень ио­ни­за­ции ра­бо­че­го га­за. На­но­си­мые маг­не­трон­ным рас­пы­ле­ни­ем плён­ки ха­рак­те­ри­зу­ют­ся ма­лым раз­ме­ром зё­рен, вы­со­кой рав­но­мер­но­стью по тол­щи­не и хо­ро­шей ад­ге­зи­ей.