Investigación

Modelo del voltaje de descarga en depósitos de ZrO_X por erosión iónica reactiva

V. García–Gradilla ª^,b,*, G. Soto–Herreraª, R. Machorro–Mejíaª, E. Mitrani–Abenchuchan^b

ª Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Apartado Postal 2681, Ensenada B.C., 22800 México.

^b Division de Física Aplicada, Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Km 107 Carr. Tijuana–Ensenada, Ensenada B.C., 22800 México, Tel: 646) 1744602; fax: (646) 1744603, e–mail: vgg@cnyn.unam.mx *

Recibido el 9 de septiembre de 2008
Aceptado el 13 de marzo de 2009

Resumen

Se presenta una aplicación del modelo de Berg para el depósito de películas delgadas de ZrO_X por la técnica de erosión iónica reactiva. Se propone un tratamiento alternativo de dicho modelo, adaptándolo a un punto de vista ingenieril. El modelo de Berg en su forma original considera el envenenamiento del blanco como una fracción de cobertura de la superficie del blanco, la presión de depósito, los flujos de entrada y la velocidad de bombeo. En el tratamiento alternativo que aquí se ejemplifica, todas estas cantidades –difíciles de medir en la practica – se reducen a considerar solamente variaciones en la caída de voltaje en el blanco y la impedancia del plasma, que juntos conforman el voltaje de descarga. La ventaja de este tratamiento es que puede ser usado fácilmente por un ingeniero de campo, sin conocimientos en ciencias de materiales, para controlar las propiedades de la película a depositar.

Descriptores: Erosión iónica reactiva; voltaje de descarga; películas delgadas; modelo.

Abstract

A Berg model application for ZrO_X thin film deposition by DC reactive sputtering is presented. An alternative treatment to this model is proposed, focused on an engineering point of view. Berg model involves target poisoning as a compound covering a fraction of the target surface, pressure, input flow and pumping speed. In the alternative treatment presented, all these quantities –some hard to be measured–are condensed by considering variations in the target voltage and plasma impedance, that together comprises the discharge voltage. The advantage of this handling is that can be easily used by a field engineer, without necessity of advanced knowledge in material science.

Keywords: DC reactive sputtering; discharge voltage; thin film.

PACS: 81.15.Aa;81.15.Cd;84.37.+q

DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF

Agradecimientos

Los autores agradecemos a J. Palomares, C. González, J. Peralta, P. Casillas, E. Medina y A. Tiznado por su asistencia técnica. Este trabajo fue financiado con ayuda del proyecto de DGAPA IN120306.

Referencias

1. S. Berg, H–O. Blom, T. Larsson y C. Nender, J. Vac. Sci. Technol. A 5 (1987) 202.        [ Links ]

2. K. Koski, J. Hölsä y P. Juliet, Thin Solid Films 326 (1998) 189.        [ Links ]

3. G.A. Niklasson, C.G. Granqvist y O. Hunderi, Applied Optics 43 (1981) 26.        [ Links ]

4. D.E. Aspnes, Thin Solid Films 89 (1982) 249.        [ Links ]

5. S. Berg, T. Larsson, C. Nender y H–O. Blom, J. Appl. Phys. 63 (1988) 887.        [ Links ]

6. W.D. Sproul, P.J. Rudnik, C.A. Gogol y R.A. Mueller, Surf. Coat. Technol. 39/40 (1989) 499.        [ Links ]

7. A.F. Hmiel y J. Vac., Sci. Technol. A 3 (1985) 592.        [ Links ]

8. W.D. Sproul, D.J. Christie y D.C. Carter, Thin Solid Films 491 (2005) 1.        [ Links ]

9. L. Combadiere y J. Machet, Surf. Coat. Technol. 82 (1995) 145.        [ Links ]

10. D. Depla y R. De Gryse, Surf Coat. Technol. 183 (2004) 190.        [ Links ]

11. D. Depla y R. De Gryse, Surf Coat. Technol. 183 (2004) 184.        [ Links ]

12. S. Berg y T. Nyberg, Thin Solid Films 476 (2005) 215.        [ Links ]

13. P.V. Bulkin, P.L. Swart y B.M. Laquet, Applied Optics 35 22, (1996) 4413.        [ Links ]

14. R. Vernhes, O. Zabeida, J.E. Klemberg–Sapieha y L. Martinu, Applied Optics 43 (2004) 97.        [ Links ]

15. D. Depla, G. Buyle, J. Haemers y R. De Gryse, Surf Coat. Technol. 200 (2006) 4329.        [ Links ]