ТЕПЛОВЫЕ ПОТОКИ В МАГНЕТРОННОМ РАЗРЯДЕ С ПОЛЫМ КАТОДОМ В.Н. Харченко, Ю.П. Царьгородцев, Н.П. Полуэктов, И.И. Усатов Кафедра физики МГУЛ. - презентация

1 ТЕПЛОВЫЕ ПОТОКИ В МАГНЕТРОННОМ РАЗРЯДЕ С ПОЛЫМ КАТОДОМ В.Н. Харченко, Ю.П. Царьгородцев, Н.П. Полуэктов, И.И. Усатов Кафедра физики МГУЛ

2 СХЕМА УСТАНОВКИ МАГНЕТРОННОГО РАЗРЯДА С ДИСКОВОЙ МИШЕНЬЮ

3 ТРЕНЧ МЕЖСЛОЙНОГО СОЕДИНЕНИЯ СБИС M2 M Металлизация тренчей нейтральными атомами меди в магнетронном разряде с дисковой мишенью СТРУКТУРА ТРЕНЧА СБИС: 1- шины многоуровневой металлизации, 2 – барьерный слой, 3 – адгезионный слой, 4 – межуровневый диэлектрик;

4 СХЕМА УСТАНОВКИ МАГНЕТРОННОГО РАЗРЯДА С ПОЛЫМ КАТОДОМ

5 МАГНЕТРОН С ПОЛЫМ КАТОДОМ. ФОТО УСТАНОВКИ

6 1μm1μm1μm1μmAl ПЛЕНКИ МЕТАЛЛА В ГЛУБОКИХ СУБМИКРОННЫХ КАНАВКАХ В МАГНЕТРОННОМ РАЗРЯДЕ С ПОЛЫМ КАТОДОМ. Металлизация тренча 5х1 мкм 2. Верх = 270 nm, низ = 220 nm, стенки = 100 nm. P = 5 Тор. W = 2.5 кВт. Степень ионизации потока 80%. Металлизация ступенчатого отверстия 1.5х0.4 мкм 2. P = 5 мТор, W = 2 кВт. Xe+AL. Верх = 1140 нм, стенка = 346 нм, дно = 776 нм. р = 1 мТорр, U МИШ. =540 В, I МИШ = 650 мА, Cu 300nm

7 1 – диск-калориметр; 2 – охранное кольцо; 3 – проволочки- растяжки (2 шт); 4– термопара; 5 – керамические втулки (3 шт). КОНСТРУКЦИЯ ДАТЧИКА ТЕПЛОВОГО ПОТОКА

8 УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА НЕСТАЦИОНАРНОГО ДАТЧИКА ТЕПЛОВОГО ПОТОКА c(T h ) – удельная теплоемкость тела-калориметра; m, S – его масса и площадь соответственно; ε(T h ) – степень черноты тела; T h – температура тела; T c – температура водоохлаждаемой подложки; σ – постоянная Стефана-Больцмана; f(T h, T c )– некоторая функция, описывающая кондуктивный теплообмен.

9 ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ХОД НЕСТАЦИОНАРНОГО ДАТЧИКА. ДИАМЕТР КАТОДА 140 ММ. ДАТЧИК – НА РАССТОЯНИИ 20 СМ ОТ КАТОДА.

10 НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ДАТЧИК ТЕПЛОВОГО ПОТОКА 1 – собственно датчик; 2 – водоохлаждаемая подложка; 3 – диафрагма; 4 – тепловой экран; 5 – теплоизолятор.

11 СТЕНД КАЛИБРОВКИ ДАТЧИКА ТЕПЛОВОГО ПОТОКА

12 ИНТЕРФЕЙС ПРОГРАММЫ РЕГИСТРАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНОГО ХОДА

13 ИНТЕРФЕЙС ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ

14 ФАКТОРЫ ВКЛАДА В ТЕПЛОВОЙ ПОТОК Электроны q e Ионы q i Нейтральные атомы q n Рекомбинация ионов q rec Конденсация металла q con Излучение q rad

15 ТЕПЛОВЫЕ ПОТОКИ В МАГНЕТРОНЕ С ПОЛЫМ КАТОДОМ Зависимость теплового потока плазмы и его компонентов от мощности разряда при разных давлениях

16 1μmAl Аспектное отношение = 5 Cu 300nm Металлизация тренча 5х1 мкм 2. Верх = 270 нм, дно = 220 нм, стенки = 100 нм. P = 10 мТорр. W = 3 кВт. AR+Al. Верх = 410 нм, дно = 120 нм (30%), стенка= 80 нм. Ar, p=0.7 мТорр, U миш. = 400 В, I миш. =1.25 А, W µ = 860 Вт. Ar+Cu. Ar+Cu, Металлизация ступенчатого отверстия 1.5х0.4 мкм 2. P = 5 мТорр, W = 2,6 кВт. Xe+AL. Верх = 1140 нм, стенка = 346 нм, дно = 776 нм. р = 1 мТорр, U МИШ. =540 В, I МИШ = 650 мА,