Импульсный магнетронный разряд с горячей мишенью тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Тумаркин Александр Владимирович

• Тумаркин Александр Владимирович
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Тумаркин Александр Владимирович

Введение

Глава 1 Магнетронные распылительные системы

1.1. Классический планарный магнетрон

1.2. Магнетронный разряд с горячей мишенью

1.2.1. Первое упоминание

1.2.2. Описание процессов в МРК

1.3. СИМР

1.1 Выводы

Глава 2 Экспериментальная установка

2.1 Принципиальная схема

2.2 Вакуумная система

2.3 Разрядное устройство

2.4 Электрическая схема питания разрядного устройства

2.5 Система зондовых измерений

2.5.1 Методика вычислений

2.5.2 Конструкция и схема системы зондовой диагностики

2.5.3 Электрическая схема

2.6 Спектральная диагностика

2.7 Нанесение и диагностика покрытий

Глава 3 Экспериментальное исследование

3.1 Исследование магнетронного разряда с горячей мишенью

3.1.1 Исследование электрических характеристик МРК

3.1.2 Зондовые измерения МРК

3.2 Исследование импульсного магнетронного разряда с горячей

мишенью

3.2.1 Реализация разряда ИМРК

3.2.2 Зондовые измерения ИМРК

3.2.3 Определение степени ионизации плазмы

3.2.4 Оценка влияния разряда ИМРК на энергию, приносимую на подложку

3.2.5 Электрические характеристики разряда ИМРК

3.3 Выводы

Глава 4 Исследование тепловых процессов на мишени ИМРК

4.1 Тепловая модель

4.2 Метод измерения температуры

4.3 Сравнение эксперимента и расчёта в стационарном МРК

4.4 Расчет динамики температуры в разряде ИМРК

4.5 Выводы

Заключение

Список использованной литературы

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

МРС магнетронная распылительная система

МРК магнетрон с расплавленным/раскаленным катодом

СИМР сильноточный импульсный магнетронный разряд

HIPIMS high power impulse magnetron discharge

ИМРК импульсный магнетрон с расплавленным/раскаленным катодом

CЧ среднечастотный

ВАХ вольт-амперная характеристика

ТМН турбомолекулярный насос

HTS hot target sputtering

d.c. direct current

PVD physical vapor deposition

ИК инфракрасный

pAr давление рабочего газа (Ar)

Pd мощность стационарного разряда

Wpuise плотность мощности стационарного разряда

Ud напряжение стационарного разряда

Id ток стационарного разряда

jd плотность тока стационарного разряда

Te электронная температура плазмы

ni плотность плазмы

Tpuise длительность импульса разряда

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Импульсный магнетронный разряд с горячей мишенью»

Актуальность темы исследования

Осаждение покрытий методом распыления материала ионами плазмы в магнетронных распылительных системах (МРС) является одним из наиболее распространенных процессов создания тонких пленок в промышленности и лабораториях. Он применяется в микроэлектронике, например, для изготовления резистивных пленок гибридных микросхем и формирования контактов различных элементов схем, в оптике - для создания отражающих, просветляющих и теплосберегающих покрытий, в машиностроении - при создании защитных, твердых и антифрикционных поверхностей деталей, а также в медицине, микробиологии, химии и даже археологии.

К достоинствам МРС относят отсутствие капельной фазы в осажденных покрытиях, воздействие на обрабатываемую поверхность ионами плазмы, простоту и дешевизну установок. Однако у МРС есть свои существенные недостатки: низкая скорость напыления и высокая степень примесей в осаждённых плёнках (по сравнению с покрытиями, полученными термическим испарением в вакууме или дуговыми распылителями) [1, 2]. Для ряда напыляемых материалов можно нивелировать вышеописанные недостатки, используя магнетроны с раскаленным катодом (МРК). Скорость осаждения покрытий в МРК во много раз выше, чем в классических магнетронах с охлаждаемой мишенью, а также в МРК возможен переход в т.н. режим самораспыления, при котором концентрации эмитированных с поверхности катода атомов достаточно для горения разряда без напуска рабочего газа [3]. Это позволяет избавиться от дефектов в покрытии, обусловленных захватом инертного газа пленкой, а также от загрязнений плёнки присутствующими в газе примесями [2].

Для получения покрытий с высокими значениями плотности и адгезии к

подложке требуется наличие заметной доли ионов в потоке осаждаемого

5

материала. В стационарных МРС степень ионизации плазмы как правило не превышает долей процента [1], что в значительной мере ограничивает возможности по управлению свойствами получаемых пленок. Значительное увеличение степени ионизации может быть достигнуто при использовании сильноточного импульсного магнетронного разряда (СИМР), открытого в МИФИ [4]. Разновидностью СИМР является разряд HiPIMS (High Power Impulse Magnetron Sputtering), который активно используется и исследуется за рубежом. Степень ионизации в подобных разрядах достигает 90% [5], благодаря чему возможно получение покрытий с высокими значениями плотности и адгезии к подложке, недостижимыми в стационарных магнетронах. Недостатком HiPIMS является низкая скорость осаждения [6], которая зачастую ниже, чем в стационарных МРС. В СИМР импульсная скорость осаждения значительно выше [7], однако за счет невысокой скважности импульсов (Рисунок 1) средняя скорость осаждения оказывается также невысокой. Помимо этого, в импульсных формах магнетронного разряда, также как и в стационарных, присутствует рабочий газ, ухудшающий свойства покрытий.

dcMPC

0.01 0.1 1 ю

Удельная мощность (кВт/см2)

Рисунок 1 - Область существования магнетронных разрядов

Объединение технологий СИМР и МРК позволит получить новую технологию осаждения покрытий, сочетающую в себе высокоскоростное нанесение покрытий и высокую степень ионизации плазмы. Также реализация импульсного магнетронного разряда с горячей (расплавленной) мишенью в режиме самораспыления приведет к созданию источников ионов распыляемого материала, что представляет огромный интерес для лабораторных применений и наукоёмких производств. Для эффективного использования потока заряженных частиц в процессе роста покрытий требуется определить характеристики и исследовать состав разрядной плазмы импульсного магнетрона с раскаленным катодом (ИМРК). Также необходимо провести моделирование и измерения распределения температуры катода, так как именно однородность и значение температуры мишени при различной прикладываемой мощности определяют тот или иной режим горения разряда.

Цель и задачи диссертационной работы

Целью данной работы является реализация и исследование новой формы импульсного магнетронного разряда, горящего в парах материала горячей мишени.

Для достижения цели решались следующие основные задачи:

1. Создание разрядного устройства для формирования импульсного магнетронного разряда в потоке атомов, эмитированных с поверхности горячей мишени.

2. Реализация режима импульсного магнетронного разряда с горячей мишенью в потоке испаренных/сублимированных атомов мишени.

3. Измерение электрических характеристик импульсного магнетронного разряда с горячей мишенью в зависимости от мощности и величины магнитного поля.

4. Измерение пространственных распределений параметров плазмы в разрядах МРК и ИМРК методом зондовой диагностики.

5. Создание модели процессов, определяющих тепловое состояние мишени магнетрона, и сравнение результатов расчетов с экспериментом.

Научная новизна

• Впервые реализован импульсный магнетронный разряд с горячей мишенью, формируемый в парах материала мишени путем приложения мощного импульса к разрядному промежутку без инертного рабочего газа.

• Впервые измерены вольт-амперные характеристики и пространственные распределения параметров плазмы магнетронного разряда с горячей мишенью в импульсном режиме и режиме постоянного тока в широком диапазоне мощности разряда и при различных значениях магнитного поля.

Практическая значимость работы

• Предложен и экспериментально обоснован способ осаждения пленок с применением импульсного магнетрона с горячей мишенью, в котором объединяются большая скорость осаждения и высокое содержание ионов в потоке на подложку.

• Разработано разрядное устройство и установка для высокоскоростного осаждения покрытий на основе этого способа.

• Разработан многоканальный комплекс зондовой диагностики, позволяющий измерять распределение параметров плазмы в стационарном и импульсном разрядах в условиях высокоскоростного осаждения проводящих покрытий.

• Создана модель, которая позволяет находить режимы осаждения покрытий в ИМРК с наибольшей концентрацией ионов материала мишени в плазме.

• На основании полученных результатов получен патент на разработку технологии защиты поверхности алюминия от коррозии (Патент РФ 2522874).

• На основании полученных результатов подана заявка на изобретение способа генерации потоков ионов твердого тела на основе ИМРК (Заявка 2022103237 от 09.02.2022).

Положения, выносимые на защиту

1. Импульсный магнетронный разряд с горячей мишенью, работая в потоке атомов, эмитированных с поверхности мишени без инертного рабочего газа, характеризуется высокой степенью ионизации (до 60%) и плотностью (2*1013 см-3), что на порядки превышает аналогичные параметры стационарного разряда и позволяет в несколько раз увеличить плотность мощности, приносимую частицами на подложку.

2. Вольт-амперные характеристики импульсного разряда в потоке атомов мишени характеризуются отсутствием области низкой проводимости плазмы, в отличие от импульсных магнетронных разрядов в среде рабочего газа.

3. Переход в режим МРК, который происходит при повышении мощности разряда на теплоизолированной мишени, сопровождается резким падением температуры электронов и увеличением плотности плазмы, что связано с увеличением концентрации атомов металла в разрядном промежутке при испарении или сублимации материала мишени.

4. Теоретически рассчитанная импульсная скорость осаждения покрытий в ИМРК в несколько раз превышает скорость осаждения в импульсом магнетроне с охлаждаемой мишенью аналогичной мощности при том же режиме подачи импульсов за счет наличия потока испаренных атомов.

Степень достоверности и апробация результатов

Достоверность научных результатов обусловлена их повторяемостью, а также хорошим согласием экспериментальных и расчетных данных. Основные результаты диссертации были представлены на следующих международных и всероссийских конференциях:

• Междунар. конф. Вакуумная наука и технологии XIX, Судак, Российское науко-техническое вакуумное общество, 2012 (2 устн. докл.)

• Всерос. конф. Научная сессия МИФИ 2013, Москва, НИЯУ МИФИ, 2013 (1 устн. докл.)

• Всерос. конф. Научная сессия МИФИ 2014, Москва, НИЯУ МИФИ, 2014 (1 устн. докл.)

• Всерос. конф. Междунарная молодежная научная школа-конференция, Москва, МИФИ, 2014 (стенд. докл.)

• Междунар. конф. 6th International Workshop and Summer School on Plasma Physics, Болгария, 2014 (стенд. докл.)

• Междунар. конф. 4th International Conference on Plasma Surface Engineering, Германия, 2014 (стенд. докл.)

• Всерос. конф. Отраслевая научная конференция АТОМТЕХ, Москва, НИЯУ МИФИ, 2014 (устн. докл.)

• Междунар. конф. 7th International Symposium on Advanced Plasma Science and Its Applications for Nitrides and Nanomaterials ISPlasma, Япония, 2015 (стенд. докл.)

• Междунар. конф. HiPIMS conference 2015, Германия,2015 (устн. докл.)

• Междунар. конф. International Symposium on Advanced Nuclear and Energy Materials for High Temperature Application, Корея 2017 (устн. докл.)

• Международная научная конференция «Лазерные, плазменные исследования и технологии ЛаПлаз-2017», Москва, 24-27 января 2017 г. (устн. докл.)

• Всероссийская (с международным участием) конференция «Физика низкотемпературной плазмы» ФНТП-2017, Казань, 5-9 июня 2017 г. (устн. докл.)

• Междунар. конф. 10th Symposium on Vacuum based Science and Technology, Колобжег, Польша, 28-30 ноября, 2017 (устн. докл.).

• Междунар. конф. IX International Conference on Plasma Physics and Plasma Technology (PPPT-9), Минск, Беларусь, 17-21 сентября, 2018 (устн. докл.).

• Междунар. конф. The International Surfaces, Coatings and Interfaces Conference SurfCoat, Сеул, Корея, 27-29 марта, 2019 (устн. докл.).

• Междунар. конф. The 3rd European Conference on Plasma Diagnostics, Лиссабон, Португалия, 6-9 мая, 2019 (стенд. докл.).

• Междунар. конф. 14th International Conference "Gas Discharge Plasmas and Their Applications" GDP 2019, Томск, Россия, 15-21 Сентября, 2019 (устн. докл.).

• Междунар. конф. 15th International Conference on Plasma Based Ion Implantation & Deposition (PBII&D 2019), Шэньчжэнь, Китай 19-22 декабря, 2019 (устн. докл.).

• Всерос. конф. (с междунар. участием) «Физика низкотемпературной плазмы» ФНТП-2020, Казань 9-13 ноября 2020 г (устн. докл.).

• Междунар. конф. The 9th International Symposium on Functional Coatings and Surface Engineering, Монреаль, Канада, 14-17 июня, 2021, (дистант. устн. докл.)

• II Междунар. конф. Газоразрядная плазма и синтез наноструктур, Казань, Россия, 1-4 декабря 2021 г. (устн. докл.).

Публикации

Материалы диссертации опубликованы в 10 печатных работах в рецензируемых журналах [8-17], 7 из них в журналах, индексируемых в базах

Scopus и Web of Science, 3 работы опубликованы в журналах из перечня ВАК. Получен 1 патент на изобретение [18].

Личный вклад автора

Все выносимые на защиту результаты и положения диссертационной работы получены и разработаны автором лично либо при его непосредственном участии. Автор участвовал в постановке, проведении и обработке результатов всех экспериментов и расчетов.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии. Общий объем диссертации составляет 117 страниц, включая 54 рисунка, 6 таблиц. Библиография содержит 113 наименований.

ГЛАВА 1

МАГНЕТРОННЫЕ РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Впервые газовый разряд в скрещенных полях был открыт британским физиком Филлипсом (C.E.S. Phillips) в 1898 г [19]. Он обнаружил, что при давлении газа, недостаточном для поддержания разряда, при наличии аксиального магнитного поля на короткое возникает свечение в области вокруг зазора между катодами (2). В 1913 г соотечественник Филлипса проф. Струтт (R.J. Strutt) объяснил открытый эффект тем, что на стенках колбы образуется положительный заряд, что приводит к возникновению радиального электрического поля, перпендикулярного магнитному [20]. Это приводит к возникновению дрейфа электронов, попадающих в область скрещенных полей, и увеличению их эффективной длины свободного пробега, а значит и к повышению вероятности столкновения электронов с атомами газа

Рисунок 2 - Схема экспериментальной установки, в которой был открыт газовый разряд в скрещенных полях

Огромный вклад в развитие физики газовых разрядов в скрещенных полях внес голландец Пеннинг (F.M. Penning) в 1935-1940 гг. Он исследовал разряды в скрещенных полях с различными конфигурациями катодов и нашел им множество технологических применений, таких как измерение вакуума, вакуумная откачка и, в том числе, осаждение покрытий [21, 22]. Почти все разработки Пенинга используются по сей день.

1.1. Классический планарный магнетрон

Магнетронный разряд является типичным представителем разряда в скрещенных полях, а магнетронные распылительные системы, благодаря своей простоте, относительной дешевизне и высоким характеристикам получаемых пленок, являются едва ли не самыми распространенными устройствами физического осаждения покрытий. Изделия, изготавливаемые с помощью МРС, применяются в оптике, микроэлектронике, машиностроении, медицине и пр.

Принцип работы типичного планарного магнетрона, применяемого для нанесения покрытий, представлен на 3. Магнитное поле арочной конфигурации создается системой постоянных магнитов. Магнитное поле подбирается таким образом, чтобы замагниченными оказались только электроны, а траектория ионов практически не менялась. На катод подается отрицательный потенциал относительно анода. Типичное напряжение в МРС 300-800 В. В области, где магнитное поле перпендикулярно электрическому, возникает замкнутый E*B дрейф электронов.

Дрейф

7 6 5 4

Рисунок 3 - Планарный магнетрон. 1 — анод; 2 — мишень; 3 — магниты; 4 — магнитопровод; 5 — электрон; 6 — траектория электрона; 7 — зона эрозии.

Ионы рабочего газа, возникшие в разрядном промежутке, устремляются к отрицательно заряженному катоду, вызывая при падении ион-электронную эмиссию. Эмитированные электроны ускоряются электрическим полем и попадают в область замкнутого дрейфа. Там захваченные частицы остаются до тех пор, пока не истратят большую часть своей энергии на неупругое взаимодействие с атомами рабочего газа, в т. ч. на его ионизацию. Образовавшиеся ионы вновь устремляются к катоду, и таким образом происходит лавинообразный процесс роста числа заряженных частиц в разрядном промежутке. В результате возникает плазма магнетронного разряда, процесс формирования которой подробнее описан в [1].

После образования плазмы картина распределения потенциала электрического поля меняется. Плазма, благодаря своей высокой проводимости, играет роль виртуального анода. Формируется катодное падение потенциала электрического поля, которое составляет до 85% напряжения разряда. Ширина катодного слоя составляет, как правило, 2-7 мм [23]. Ионы рабочего газа, ускоренные в катодном слое, бомбардируют мишень (в профессиональной среде мишенью называется сменная часть катода, распыляемая ионами) и выбивают из нее атомы. Возникающая при этом ион-электронная эмиссия поддерживает горение разряда.

Выбитые атомы мишени, пролетая через плазму, также имеют шанс ионизоваться, однако доля таких ионов в распыленном потоке не превышает 0,1% [24]. Ионы могут возвратиться на катод или продолжить движение от катода, что зависит от того, в какой области разрядного промежутка произошла ионизация. Большинство распыленных атомов проходят весь разрядный промежуток не будучи ионизованными.

Поток атомов мишени формирует покрытие на подложке,

расположенной обычно напротив магнетронного разряда. Распыленные атомы

обладают довольно высокой энергией 1-10 эВ, по сравнению с испаренными

(~ 0,1 эВ) [1]. Благодаря этому при формировании пленки происходит

15

миграция высокоэнергетичных атомов по поверхности, позволяющая им занять энергетически выгодное положение. Это приводит к тому, что покрытия, осажденные в МРС, обладают большей плотностью и лучшей адгезией к подложке, чем полученные с использованием вакуумных испарителей [25].

Область катода, находящаяся под областью скрещенных полей, подвергается наиболее интенсивной ионной бомбардировке, вследствие чего мишень в этом месте наиболее интенсивно распыляется, образуя характерную зону эрозии [26], называемую в зарубежной литературе «racetrack». Доля энергии ионов, затрачиваемая на распыление, довольно мала по сравнению с той, что уходит на нагрев распыляемого материала. Чтобы не допустить перегрева магнитной системы, а также избежать возникновения различных неустойчивостей в плазме, связанных с перегревом мишени, катод классической МРС интенсивно охлаждается.

Скорость осаждения покрытий в МРС зависит от многих параметров: расстояния до подложки, материала мишени, состава рабочего газа, напряжения и тока разряда. Чем дальше от катода магнетрона располагается подложка, тем выше однородность толщины покрытия, однако скорость роста пленки падает пропорционально квадрату этого расстояния. Материал мишени, состав рабочего газа и напряжение разряда определяют коэффициент распыления мишени, а ток - число ионов, бомбардирующих поверхность в единицу времени [26]. Таким образом, мощность разряда определяет количество и энергию ионов, бомбардирующих мишень. В диапазоне энергий ионов, характерном для магнетронного разряда, скорость осаждения покрытий прямо пропорциональна вкладываемой мощности. Для примера, на 4 приведена зависимость скорости осаждения покрытий стационарного и радиочастотного магнетронов с алюминиевой мишенью диаметром 55 мм на подложку, расположенную на расстоянии 60 мм от поверхности катода [27].

d.c. магнетрон

r.f. магнетрон

100

300

500

700

900

Рисунок 4 - Зависимость скорости осаждения Al от подводимой мощности стационарного и импульсно-периодического (r.f. — rare frequency) магнетронов.

Можно очень просто оценить энергию b [эВ/атом], затраченную на удаление одного атома из мишени в планарном магнетроне:

где Up - напряжение разряда, Ip - ток разряда, а S - коэффициент распыления. Первая часть уравнения характеризует количество энергии, затрачиваемое на поддержание разряда, а вторая - количество атомов мишени, эмитированных с мишени. Например, для Cu при напряжении разряда 600 В коэффициент распыления меди атомами аргона составляет S ~ 2,5, соответственно, b = 240 эВ/атом.

Обычно функция распределения энергии распыленных атомов имеет несколько эВ, что позволяет нам оценить, что менее 3% подводимой энергии идет на распыление [2]. Вся остальная энергия переходит, в основном, в тепло, вследствие чего требуется обеспечить интенсивное охлаждение мишени.

1.2. Магнетронный разряд с горячей мишенью

Последние годы все большую популярность набирает технология нанесения покрытий на базе МРС, в которых мишень термически изолирована

(1)

от системы охлаждения. Мишень, являющаяся физическим катодом разряда, нагревается до температур, при которых становится существенным вклад испарения или сублимации в процесс осаждения покрытий. Благодаря этому происходит значительное повышение скорости напыления и энергоэффективности устройства, а также снижаются требования к системе охлаждения. В ряде случаев поток материала, эмитированного с мишени, столь велик, что магнетронный разряд может поддерживаться исключительно им [3,28-30]. Это позволяет отключить подачу рабочего газа в камеру, уменьшая дефекты в покрытии, обусловленные захватом газа и наличием в газе примесей, вступающих в нежелательную реакцию с атомами пленки.

В магнетронах с раскаленным катодом (МРК) мишень может находиться как в твердом, так и в расплавленном состоянии, в зависимости от осаждаемого материала. Зарубежные исследователи называют процесс магнетронного распыления теплоизолированной мишени HTS - Hot Target Sputtering.

1.2.1. Первое упоминание

В основу технологии МРК легли наработки американских физиков [31], которые исследовали влияние процесса распыления на соотношение фракций двухкомпонентных расплавов. Плазма генерировалась в тетроде, заполненном Ar, и ионы с заданной энергией вытягивались на теплоизолированную мишень. Авторы заметили, что при достаточной мощности, вкладываемой в ионное распыление Pb/In и Fe/Ni расплавов, подача рабочего газа могла быть прекращена, так как система переходила в режим самораспыления из-за высокого потока испаряемого материала.

В этом месте стоит сделать уточнение относительно терминологии.

Используя термин «самораспыление» в физике газовых разрядов, учёные

зачастую вкладывают в него разный смысл. В узком смысле это явление

распыления катода только ионами, возникшими в результате ионизации ранее

выбитых из него атомов [28]. В широком смысле под этим подразумевается

18

распыление катода любыми ионизованными атомами того же материала [31]. Так или иначе, это явление наблюдается практически в любом процессе ионной бомбардировки материала. Режимом самораспыления называется такое состояние системы, в котором вклад самораспыления (в узком или широком смысле, в зависимости от контекста) становится доминирующим по сравнению с другими процессами эрозии катода. Если самораспыление -единственный механизмом эрозии, иногда пишут, что это режим «чистого самораспыления» [32]. В данной работе, в силу исторически устоявшейся терминологии выражение «режим самораспыления» будет использоваться, как синоним горения разряда в потоке атомов мишени без напуска рабочего газа.

В 1978 г. отечественными авторами была опубликована статья [3], в которой описывалась технология осаждения пленок в планарном магнетроне, позволяющая многократно повысить энергоэффективность процесса и скорость напыления покрытий. Описанная в статье схема экспериментальной установки представлена на Рисунок 5

Рисунок 5. Первая опубликованная схема магнетрона с расплавленным катодом [3]. 1 — магнитная система, 2 — тигель, 3 — подложка, 4 — анод, 5 — медная мишень, 6 — радиационный экран

Туннельная конфигурация магнитного поля создавалась с помощью магнитной системы 1, охлаждаемой водой. В немагнитный тигель 2 в качестве мишени помещались медные диски 5. Подложка 3, на которую осаждалось покрытие, располагалась на расстоянии 5 см напротив мишени. Между тиглем и охлаждаемыми элементами конструкции магнетрона устанавливался зазор в 2 мм.

Магнетронный разряд загорался в среде аргона при давлении 0,6-1,3 Па. Под воздействием ионов плазмы мишень нагревалась, так как зазор между тиглем и магнитной системой препятствовал отводу тепла в процессе разогрева. Материал мишени плавился и полностью переходил в жидкую фазу в течение 5-10 минут с начала эксперимента. По мере увеличения температуры наблюдалось изменение параметров разряда во времени (6). Ток разряда возрастал с величины 1,1 А до 1,7 А, а напряжение на разрядном промежутке снижалось с 770 В до 690 В.

Рисунок 6 - Эволюция параметров разряда в процессе нагрева мишени.

Авторы отметили, что при использовании охлаждаемой твердой мишени разряд гаснет при рлг <10-1 Па, а при распылении теплоизолированной расплавленной мишени разряд устойчиво горит при рлг = 10-2 Па. Это может быть объяснено как явлением самораспыления мишени, так и высокой упругостью пара меди, давление которого при температуре, например, 1430°С составляет 13 Па. На основе этого авторы предположили, что, когда давление

пара распыляемого металла возрастет настолько, что процесс ионизации испаренных атомов станет достаточно интенсивным, можно прекратить напуск рабочего газа. В таком случае разряд будет гореть исключительно на парах мишени, что снизит поверхностные деформации напыляемой плёнки и исключит негативное влияние рабочего газа на структуру. При мощности источника питания 1,5 кВт, плотности мощности на мишени 40 Вт/см2, плотности ионного тока 70 мА/см2 скорость осаждения меди составляла от 4 до 5 мкм/мин.

1.2.2. Описание процессов в МРК

Пионерская работа [3] не прошла незамеченной для научного сообщества благодаря публикации в хрестоматийной монографии [2]. Однако публикаций, посвящённых исследованию магнетронного разряда с расплавленным катодом, не было вплоть до 1989 г., когда вышла статья [33], темой которой было исследование плазмы, а также энергетической эффективности МРК, работающей в режиме «самораспыления».

В статье [33] авторы привели результаты зондовых измерений параметров плазмы магнетронного разряда с расплавленным медным катодом в режиме самораспыления, а также оценили степень ионизации потока эмитированных атомов и энергетическую цену удаления одного атома.

Зондовые измерения показали, что концентрация плазмы составляет Пе ~ 1011 см-3, а электронная температура Те ~ 4-5 эВ. Такие значения отличаются от параметров плазмы классических МРС, в которых Те ~ 15 эВ, а Пе ~ 1010 см-3 [34].

Степень ионизации потока оценивалось по формуле:

М

а =

ет *

(2)

где ^ - плотность ионного тока на подложку, М - масса атома меди, е - заряд

электрона т* - скорость осаждения.

Энергетическая цена удаления атома оценивалась по формуле:

21

Цу /р М

ет

где ир - напряжение разряда, 1р - ток разряда, т - скорость эрозии мишени.

Зависимость степени ионизации потока и энергетической цены удаления атома от тока разряда представлены на 7.

Рисунок 7 - Зависимость степени ионизации потока а, ионного тока на подложку скорости эрозии мишени т и энергетической цены удаления атома в от тока разряда I

На графике видно, что с увеличением тока разряда, а следовательно, и мощности, вкладываемой в разряд, значительно возрастает эффективность системы.

В статье [35] авторы исследовали поведение МРК в среде реактивного газа. Для этого была разработана теоретическая модель стационарного процесса реактивного распыления в магнетроне с расплавленным Sn катодом. В качестве реактивного газа был выбран О2, а инертного - Аг.

Оценка равновесных потоков реактивного газа и паров металла производилась в соответствии с уравнением Герца-Ленгмюра-Кнудсена [36]:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тумаркин Александр Владимирович, 2023 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кузмичёв А.И. Магнетронное распылительные системы. Киев: Аверс, 2008. Т. 1. 244 с.

2. Данилин Б.С., Сырчин В.К. Магнетронные распылительные системы. М.: Радио и связь, 1982. 72 с.

3. Данилин Б.С., Какурин М.В., Минайчев В.Е., Одиноков В.В., Сырчин В.К. Осаждение металлических плёнок путём распыления из жидкой фазы // Электронная техн. Сер. 3 Микроэлектроника, 1978. В. 2 (72). С. 84-87

4. Fetisov I.K., Khodachenko G.V., Mozgrin D.V. Quasi-stationary high current forms of low pressure di scharge in magnetic field // Proc. int. conf. I.C.P.I.G.-XX (Pisa, Italy, 8-12 July, 1991). Pisa, Italy: IFAM. 1991. Vol. 2. P. 476-478

5. Helmersson U., Lattemann M., Bohlmark J., Ehiasarian A.P., Gudmundsson J.T. Ionized physical vapor deposition (IPVD): A review of technology and application // Thin Solid Films, 2006. Vol. 513. P. 1-24

6. Gudmundsson J.T., Brenning N., Lundin D., Helmersson U. High power impulse magnetron sputtering discharge // J. Vac. Sci. Technol. A, 2012. Vol. 30. URL: https://doi.org/10.1116/1.3691832

7. Mozgrin D.V., Fetisov I.K., Khodachenko G.V., High-Current Low-Pressure Quasi-Stationary Discharge in a Magnetic Field: Experimental Research // Plasma Phys. Rep., 1995. Vol. 21, № 5. P. 400-409

8. Зибров М. С., Ходаченко Г. В., Тумаркин А. В., Казиев А. В., Степанова Т. В., Писарев А. А., Атаманов М. В. Создание защитных металлических покрытий на алюминии методом магнетронного распыления // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2013. № 12. С. 45-51 (ВАК)

9. Казиев А. В., Хромов П. А., Щелканов И. А., Ходаченко Г. В., Степанова Т. В., Тумаркин А. В. Экспериментальное исследование сильноточного импульсного магнетронного разряда с управляемой конфигурацией внешнего магнитного поля // Успехи прикладной физики. 2013. Т. 1, № 2. С. 173-178 (ВАК)

10. Тумаркин А. В., Ходаченко Г. В., Казиев А. В., Щелканов И. А., Степанова Т. В. Магнетронный разряд с расплавленным катодом // Успехи прикладной физики. 2013. Т. 1, № 3. С. 276-282 (ВАК)

11. Тумаркин А. В., Казиев А. В., Колодко Д. В., Писарев А. А., Харьков М. М., Ходаченко Г. В. Осаждение медных покрытий в магнетроне с расплавленным катодом // Ядерная физика и инжиниринг. 2014. Т. 5, № 11-12. С. 1010-1013 (ВАК)

12. Tumarkin A. V., Kaziev A. V., Kharkov M. M., Kolodko D. V., Ilychev I. V., Khodachenko G. V. High-current impulse magnetron discharge with liquid target // Surface and Coatings Technology. 2016. Vol. 293. P. 42-47 / doi:10.1016/j.surfcoat.2015.12.070 (WoS, Scopus, Q1)

13. Tumarkin A. V., Zibrov M. S., Khodachenko G. V., Tumarkina D. S. High-rate deposition of silicon films in a magnetron discharge with liquid target // Journal of Physics: Conference Series. 2016. Vol. 768. P. 012015 / doi: 10.1088/17426596/768/1/012015 (WoS, Scopus)

14. Kaziev A. V., Tumarkin A. V., Leonova K. A., Kolodko D. V., Kharkov M. M., Ageychenkov D. G. Discharge parameters and plasma characterization in a dc magnetron with liquid Cu target // Vacuum. 2018. Vol. 156. P. 48-54 / doi:10.1016/j.vacuum.2018.07.001 (WoS, Scopus, Q1)

15. Tumarkin A. V., Kaziev A. V., Leonova K. A., Kharkov M. M., Kolodko D.

V., Khomyakov A. Yu. Langmuir probe diagnostics of an impulse magnetron

discharge with hot Cr target // Journal of Instrumentation. 2019. Vol. 14. P.

C09004 / doi:10.1088/1748-0221/14/09/C09026 (WoS, Scopus, Q1)

107

16. Kaziev A. V., Leonova K. A., Kharkov M. M., Tumarkin A. V., Kolodko D. V., Khomyakov A. Yu., Ageychenkov D. G. Current-voltage characteristics of an impulse magnetron discharge in target material vapor // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1686. P. 012019 / doi:10.1088/1742-6596/1686/1/012019 (WoS, Scopus)

17. Kaziev A. V., Kolodko D. V., Tumarkin A. V., Kharkov M. M., Lisenkov V. Yu., Sergeev N. S. Comparison of thermal properties of a hot target magnetron operated in DC and long HIPIMS modes // Surface & Coatings Technology. 2021. Vol. 409. P. 126889 / doi:10.1016/j.surfcoat.2021.126889 (WoS, Scopus, Q1)

18. Зибров М. С., Ходаченко Г. В., Тумаркин А. В., Казиев А. В., Степанова Т. В., Писарев А. А., Атаманов М. В. Способ защиты поверхности алюминия от коррозии. Патент РФ № 2522874. Приоритет 05.04.2013

19. Phillips C.E.S. The Action of Magnetised Electrodes upon Electrical Discharge Phenomena in Rarefied Gases // Roy. Soc. Proc., 1898. Vol. 64. P. 135-150

20. Strutt R. J. A peculiar form of low potential discharge in the highest vacua // Roy. Soc. Proc. A., 1913. Vol. 89, No. 607. P. 68-74.

21. Coating by cathode disintegration // Патент США 2146025 (приоритет 28.12.1935, заявлен 7.11.1936, опубл. 7.02.1939) / Penning F.M.

22. Penning F. M., Moubis J. H. A. Cathode sputtering in a magnetic field // Proc. Roy. Neth. Acad. Sci., 1940. Vol. 43. P. 41.

23. Buyle G., "Simplified model for the d.c. planar magnetron discharge." PhD diss., Gent University, 2005

24. Petrov I., Myers A., Greene J.E., Abelson J.R. Mass and energy resolved detection of ions and neutral sputtered species incident at the substrate during reactive magnetron sputtering of Ti in mixed Ar+N2 mixtures // J. Vac. Sci. Technol. A, 1994. Vol 12(5), P. 2846-2854

25. Блейхер Г.А., Кривобоков В.П. Эрозия поверхности твёрдого тела под действием мощных пучков заряженных частиц. Новосибирск: Наука, 2014. 248 с.

26. Бурмакинский И.Ю., Рогов А.В., Расчет профиля выработки катода для магнетронных систем ионного распыления // ЖТФ, 2003. Т. 73, № 10. С. 46-50.

27. Nyaiesh A.R., Holland L. The dependence of deposition rate on power input for dc and rf magnetron sputtering // Vacuum, 1981. Vol. 31, No 7. P. 315-317

28. Берлин Е.В., Сейдман Л.А. Ионно-плазменные процессы в тонкопленочной технологии. М.: Техносфера, 2010. 528 с.

29. Марахтанов М.К., Понкратов А.Б. Разряд низкого давления в парах металла собственного катода // Письма в ЖТФ, 1989. Т. 15(4). С. 91-94

30. Zhukov V.V., Kosmin D.M., Krivobokov V.P., Yanin S.N. Magnetron Discharge in the Diode with a Liquid-Metal Target // Proc. 7th int. conf. Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows (Tomsk, Russia, 25-30 July, 2004), Tomsk: IAO SB RAS, 2004 pp. 277-280

31. Krutenat R.C., Gesick W.R. Vapor Deposition by Liquid Phase Sputtering // J. Vac. Sci. Technol., 1970. Vol. 7, № 6. P. 40-44

32. Posadowski W.M. Sustained self-sputtering of different materials using dc magnetron // Vacuum, 1995. Vol. 46(8-10). P. 1017-1020

33. Туренко Е.А., Яценко О.Б. Особенности магнетронного разряда в парах материала катода // Письма в ЖТФ, 1989. Т. 15(13). С. 55-58

34. Rossnagel S.M., Kaufman H.R. Langmuir probe characterization of magnetron operation // J. Vac. Sci. Technol. A, 1986. Vol. 4(3). P.1822-1825

35. Кисин В.В., Ворошилов С.А., Кисин М.В., Аношкин А.В., Финкельштейн С.Х. Влияние температуры мишени на стабильность

процесса реактивного распыления // Микроэлектроника, 1996. Т. 22, вып. 6. С. 50-58

36. Технология тонких плёнок: Справочник. Т.1. / Под ред. Л. Майссела, Р. Глэнга. М.: Сов. радио, 1977. 664 с.

37. Гвоздев В.В. Исследование магнетронных распылительных систем с жидкометаллическим катодом с целью увеличения производительности и снижения энергозатрат процесса катодного распыления: дис. ...канд. техн. наук: 01.04.14 / Гвоздев Владимир Владимирович. М., 1999. 131 с.

38. Третьяков. Р.С., Кривобоков В.П., Янин С.Н. Технологические возможности магнетронного диода с испаряющейся мишенью // Известия ВУЗов. Физика, 2011. № 1(3). С. 288-293

39. Блейхер Г.А., Кривобоков В.П., Юрьева А.В., Магнетронное осаждение покрытий с испарением мишени // ЖТФ, 2015. Т. 85, вып. 12. С. 56-61

40. Bleykher G.A., Krivobokov V.P., Yurjeva A.V., Sadykova I. Energy and substance transfer in magnetron sputtering systems with liquid-phase target // Vacuum, 2016. Vol. 124. P. 11-17

41. Sigmund P. Theory of Sputtering. I. Sputtering Yield of Amorphous and Polycrystalline Targets // Phys. Rev., 1969. Vol 184, № 2. P. 383-416

42. Юрьева А.В. Осаждение металлических покрытий с помощью магнетрона с жидкофазной мишенью: дис. .канд. техн. наук: 01.04.07 / Юрьева Алена Викторовна. Томск, 2017. 118 с.

43. Steenbeck K. The abrasion of hot silicon target temperature on the reactive d.c.-sputtering in Ar-O2 - Volume 123, Issue 3, 18 January 1985, Pages 239-244

44. Chau R.Y., Ho W.S., Wolfe J.C., Licon D.L. Effect of target temperature on the reactive d.c.-sputtering of silicon and niobium oxides // Thin Solid Films, 1996. Vol. 287. P. 57-64

45. Billard A., Mercs D., Perry F., Frantz C. Influence of the target temperature on a reactive sputtering process // Surf. Coat, Techn., 1999. Vol 116-119

46. Mercs D., Perry F., Billard A. Hot target sputtering: A new way for high-rate deposition of stoichiometric ceramic films // Surf. Coat. Technol., 2006. Vol. 201. P. 2276-2281

47. Laurikaitis M., Cyviene J., Dudonis J. Deposition of Zr-ZrOx and Y-YxOy films by reactive magnetron sputtering // Vacuum, 2005. Vol. 78(2-4). P. 395399

48. Cyviene J., et. al. Syntesis of ZrO2/Y2O3 by combined arc and magnetron sputtering technique // Surf. Coat. Techn., 2004 Vol. 180-181. P. 53-58

49. Domaradzki J., et. al. Microstructure and optical properties of TiO2 thin films prepared by low pressure hot target reactive magnetron sputtering // Thin Solid Films, 2006. Vol. 513(1-2). P. 269-274

50. Sidelev D.V., Bleykher G.A., Krivobokov V.P., Koishybayeva Z. High-rate magnetron sputtering with hot target. // Surf. Coat. Technol. 2016. C. 168-173.

51. Borduleva A.O., Bleykher G.A., Sidelev D.V., Krivobokov V.P. // Magnetron Sputtering with hot target: thermal processes and erosion // Acta Polytechnica, 2016. Vol. 56(6). P. 425-431

52. Bleykher G.A., Borduleva A.O., Krivobokov V.P., Sidelev D.V. Evaporation factor in productivity increase of hot target magnetron sputtering systems // Vacuum, 2016. Vol. 132. P. 62-69

53. Sidelev D.V., et. al. A comparative study on the properties of chromium coatings deposited by magnetron sputtering with hot and cooled target // Vacuum, 2017. Vol. 2017. P. 479-485

54. Sidelev D.V., et. al. Hot target magnetron sputtering for ferromagnetic films deposition // Vacuum, 2018. Vol. 334. P. 61-70

55. Bleykher G.A., et. al. Peculiarities of metal coatings deposition using magnetron sputtering systems with hot and evaporative targets // J. Phys.: Conf. Ser., 2018. V. 1115. P. 032065

56. Bleykher G.A., et. al. Surface erosion of hot Cr target and deposition rates of Cr coatings in high power pulsed magnetron sputtering // Surf. Coat. Techn., 2018. Vol. 354. P. 161-168

57. Bleykher G.A., et. al. The role of thermal processes and target evaporation in formation of self-sputtering mode for copper magnetron sputtering // Vacuum, 2018. V. 152. P. 156-165

58. Sidelev D.V., et. al. Deposition of Cr films by hot target magnetron sputtering on biased substrates // Surf. Coat. Techn., 2018. Vol. 350. P. 560-568

59. Bleykher G.A., et. al. The properties of Cu films deposited by high rate magnetron sputtering from a liquid target // Vacuum, 2019. V. 169. P. 108914

60. Sidelev D.V., Krivobokov. V.P. Angular thickness distribution and target utilization for hot Ni target magnetron sputtering // Vacuum, 2019. V. 160. P. 418-420

61. Kashkarov E.B., et. al. Chromium coatings deposited by cooled and hot target magnetron sputtering for accident tolerant nuclear fuel claddings // Surf. Coat. Techn., 2020. Vol. 433. P. 128120

62. Grudinin V.A. et. al. Magnetron deposition of chromium nitride coatings using a hot chromium target: Influence of magnetron power on the deposition rate and elemental composition // Surf. Coat. Techn., 2022. Vol. 389. P. 125618

63. Leonova K., et. al. Target heating and plasma dynamics during hot magnetron sputtering of Nb // J. Phys. D: Appl. Phys., 2022. V. 55. P. 34520264. Zhang H., Poole J., Eller R., Keefe M. Cobalt sputtering target and sputter

deposition of Co thin films for cobalt suicide metallization // J. Vac. Sci.

Technol. A, 1999. Vol 17. P.1904-1910

112

65. Ходаченко Г.В. Исследование условий зажигания и режимов газового разряда в поперечном слабо-неоднородном магнитном поле: дис. ... канд. физ.-мат. наук: 01.04.08 / Ходаченко Георгий Владимирович. М., 1992. 138 с.

66. Mozgrin D.V., Fetisov D. V., Khodachenko G.V. High-current low-pressure quasi-stationary discharge in a magnetic field: experimantal research // Plasma Phys. Rep., 1995. Vol. 21, № 5. P. 400-409

67. Мозгрин Д.В. Экспериментальное исследование сильноточных форм квазистационарного разряда низкого давления в магнитном поле: дис. ... канд. физ.-мат. наук: 01.04.08 / Мозгрин Дмитрий Витальевич. М., 1994. 122 с.

68. Lin J., et. al. Ion energy and mass distributions of the plasma during modulated pulse power magnetron sputtering // Surf. Coat. Technol., 2009. Vol. 203, No 24. P. 3676-3685

69. Щелканов И.А. Сильноточный импульсный магнетронный разряд с автоускорением плазмы: дис. ... канд. физ.-мат. наук: 01.04.08 / Щелканов Иван Анатольевич. М., 2011.

70. Lin J., et. al. Recent advances in modulated pulsed power magnetron sputtering for surface engineering // JOM, 2011. Vol. 63(6). P. 48-58

71. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1992. 536 с.

72. Alami J., et. al. Phase tailoring of Ta thin films by highly ionized pulsed magnetron sputtering // Thin Solid Films, 2007. Vol. 515(7-8). P. 3434-3438

73. Kadlec S. Simulation of Neutral Particle Flow During High Power Magnetron Impulse // Plasma Process. Polym., 2007. Vol. 4. No 1. Р. 419-423

74. Anders A., Andersson J., Ehiasarian A. High power impulse magnetron sputtering: Current-voltage-time characteristics indicate the onset of sustained self-sputtering // J. Appl. Phys., 2007. Vol. 102, No 11, 113303. 11 p.

75. Andersson J., Ehiasarian A.P., Anders A. Observation of Ti [sup 4+] ions in a high power impulse magnetron sputtering plasma // Appl. Phys. Lett., 2008. Vol. 93, No 7, 071504. 3 p.

76. Andersson J., Anders A. Self-Sputtering Far above the Runaway Threshold: An Extraordinary Metal-Ion Generator // Phys. Rev. Lett., 2009. Vol. 102, No 4, 045003. 4 p.

77. Ehiasarian A.P., Andersson J., Anders A. Distance-dependent plasma composition and ion energy in high power impulse magnetron sputtering // J. Phys. D: Appl. Phys., 2010. Vol. 43, No 27, 275204. 8 p.

78. Hoffman D.W. A sputtering wind // Journal of Vacuum Science & Technology A: J. Vac. Sci. Technol. A, 1985 Vol. 3(3). P. 561-566

79. Rossnagel S.M., Kaufman H.R. Charge transport in magnetrons // J. Vac. Sci. Technol. A, 1987. Vol. 5(4). P. 2276-2279

80. Andersson J., Anders A. Gasless sputtering: Opportunities for ultraclean metallization, coatings in space, and propulsion // Appl. Phys. Lett., 2008. Vol. 92, 221503. 3 p.

81. Физические величины: справочник / под ред. И.С. Григорьевой, Е.З. Мейлихова / М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

82. Bleykher G.A., et. al. Surface erosion of hot Cr target and deposition rates of Cr coatings in high power pulsed magnetron sputtering // Surf. Coat. Technol., 2018. Vol. 354, V. 354. P. 161-168

83. Grudinin V.A. et al. Chromium films deposition by hot target high power

pulsed magnetron sputtering: Deposition conditions and film properties // Surf.

Coat. Technol., 2019. V. 375, V. 354. P. 352-362

114

84. Беграмбеков Л.Б. Процессы в твердом теле под действием ионного и плазменного облучения: учебное пособие. М.: МИФИ, 2008. 196 с.

85. Пипко А.И., Плисковский В.Я., Пенчко Е.А. Конструирование и расчёт вакуумных систем. 2-е изд., перераб. и доп. М.: «Энергия», 1979. 504 c.

86. J. Yarwood. High Vacuum Technique. Theory, Practice, Industrial Applications and Properties of Materials. 3rd edit. rev. London: Chapman & Hall, 1955. 208 p.

87. Чан П., Тэлбот Л., Турян К. Электрические зонды в неподвижной и движущейся плазме: пер. с англ. М.: Мир, 1978. С. 148-157.

88. Козлов О.В. Электрический зонд в плазме. М.: Атомиздат, 1969. 293 с.

89. Tichy M., et. al. Langmuir Probe Diagnostics for Medium Pressure and Magnetised Low-Temperature Plasma // J. Phys. IV. France, 1997. Vol. 7., No 4. P. 397-411

90. Sanmartin J.R. Theory of a Probe in a Strong Magnetic Field // Phys. Fluids, 1970. Vol. 13(1). P. 103-116.

91. Brussaard G.J.H. [et al.] Langmuir probe measurements in an expanding magnetized plasma // Phys. Rev. E, 1996. Vol. 54., No 2. Р. 1906-1911

92. Pavlov S. I., Rakhovskii V.I. and Fedorova G. M. Measurement of cross sections for ionization by electron impact at low vapor pressures // J. Exptl. Theoret. Phys., 1967. V.52. P. 21-28

93. Yanguas-Gil A., Cotrino J. and L Alves L. An update of argon inelastic cross sections for plasma discharges // J. Phys. D: Appl. Phys., 2005. V.38. P. 1588-1598

94. Gudmundsson J. T. [et al.] On the electron energy in the high power impulse magnetron sputtering discharge // Journal of Applied Physics. 2009. Vol. 105. № 12

95. Zhou X.W., Wadley H.N.G. Hyperthermal vapor deposition of copper: reflection and resputtering effects // Surf. Sci., 1999. V. 431. P. 58-73

96. Mahieu S., Van Aeken K., Depla D., Smeets D., Vantomme A. Dependence of the sticking coefficient of sputtered atoms on the target-substrate distance // J. Phys. D. Appl. Phys., 2008. V. 41, 152005 (4 pp.).

97. Holland L. Vacuum Deposition of Thin Films, Chapman and Hall, London, 1970.

98. Khorram S., Sobhanian S., Naghshara H. Determination of sputtered atom densities and velocities via simulation// J. Appl. Phus., 2011. V. 109. P. 073305

99. Anders A. structure zone diagram including plasma-based deposition and ion etching // Thin Solid Films, 2010. Vol. 518. P. 4087-4090

100. Poullain T. [et. al] Vacuum evaporation and expansion of pure metals at high temperature: Application to titanium and zirconium // Vacuum, 2022. V. 203. P.111209

101. Rossnagel S.M., Kaufman H.R. Current-voltage relations in magnetrons // J. Vac. Sci. Technol. 1988. A 6. P. 223-229

102. Alami J., Sarakinos K., Marg G., Wuttig M. On the deposition rate in a high power pulsed magnetron sputtering discharge // Appl. Phys. Lett., 2006. Vol. 89. 154104

103. Курнаев В. А. Взаимодействие плазмы с поверхностью [Текст]. М. : МИФИ, 2003

104. Huo C., Lundin D., Raadu M.A., Anders A., Gudmundsson J.T. and Brenning N. On sheath energization and Ohmic heating in sputtering magnetrons // Plasma Sources Sci. Technol., 2013. V. 22. 045005 (7 pp.).

105. Bohlmark J., Lattemann M., Gudmundsson J.T., Ehiasarian A.P., Aranda Gonzalvo Y., Brenning N., Helmersson U. The ion energy distributions and ion

flux composition from a high power impulse magnetron sputtering discharge // Thin Solid Films, 2006. V. 515. P. 1522-1526.

106. Kelkar U.M., Gordon M.H., Roe L.A., Li Y. Diagnostics and modeling in a pure argon plasma: Energy balance study // J. of Vac. Sci. & Technol. A: Vacuum, Surfaces, and Films, 1999. V. 17(1). P. 125-132

107. Zhukov V.V., Krivobokov V.P., Yanin S.N. Sputtering of the magnetron diode target in the presence of an external ion beam // Tech. Phys., 2006. V. 51. P. 453-458.

108. Smith D.L. Physical sputtering model for fusion reactor first-wall materials // Journal of Nuclear Materials, 1978. V. 75(1). P. 20-31.

109. Doerner R.P., Krasheninnikov S.I., Schmid K., Particle-induced erosion of materials at elevated temperature // J. Appl. Phys., 2004. V. 95. P. 4471-4475.

110. Tesar J., Martan J., Rezek J. On surface temperatures during high power pulsed magnetron sputtering using a hot target // Surf. Coatings Technol., 2011. V.206. P. 1155-1159

111. Modest M.F. Radiative Heat Transfer. San Diego, USA. Elsevier Science. 2003. P. 729-742

112. Kaziev A.V., Shchelkanov I.A., Khodachenko G.V. Preparation of coatings with low roughness by high-current impulse magnetron discharge // Proc. SPIE - Int. Soc. Opt. Eng, SPIE, 2015. P. 94420J

113. Krutenat R. C., Panzera C. LowEnergy Ar+ Sputtering Yields of Solid and Liquid Tin // Journal of Applied Physics, 1970. Vol. 41. P. 4953