Источники широких пучков быстрых молекул газа и атомов металла на основе тлеющего разряда с электростатическим удержанием электронов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат физико-математических наук Мельник, Юрий Андреевич

• Мельник, Юрий Андреевич
• кандидат физико-математических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Мельник, Юрий Андреевич

Введение.

Глава 1. Основные методы нанесения покрытий в вакууме.

1.1. Получение в вакууме пара осаждаемого материала.

1.2. Активация поверхности подложки и повышение подвижности атомов осаждаемого покрытия.

1.3. Источники ионов для сопровождения осаждения покрытий.

1.4. Характеристики тлеющего разряда в трех диапазонах давления области эффекта электростатической ловушки (ЭЭЛ).

1.5. Зависимость характеристик тлеющего разряда с электростатическим удержанием электронов (ТРЭУЭ) от расположения анода и площади его поверхности.

1.6. Влияние на ТРЭУЭ катодного распыления.

1.7. Получение с помощью ТРЭУЭ плазменного эмиттера ионов.

1.8. Источники быстрых нейтральных атомов и молекул.

1.9. Выводы.

Глава 2. Характеристики источников широких пучков быстрых молекул с объемом электростатической ловушки 0,01-0,1 мJ.

2.1. Взаимозависимость плазменного эмиттера источника и вторичной плазмы за эмиссионной сеткой в среднем диапазоне области ЭЭЛ.

2.2. Исследование зависимости верхней границы рабочего диапазона давления источника от геометрических параметров ловушки и сетки.

2.3. Зависимость угла расходимости ускоренных частиц от первеанса

I пучка и геометрических параметров сетки.

2.4. Зависимость от давления газа распределения тока пучка по его сечению.

2.5. Предотвращение перехода сильноточного тлеющего разряда в дугу в мощных источниках с секционированными катодами и сетками.

2.6. Выводы.

Глава 3. Условия поддержания разряда с электростатическим удержанием электронов в источниках с малым объемом ловушки 0,001 - 0,01 м3.

3.1. Исследование зависимости тока и катодного падения разряда от тока и энергии бомбардирующих катод электронов.

3.2. Зависимость характеристик разряда от потенциала погруженной в плазменный эмиттер мишени.

3.3. Предотвращение распада анодной плазмы двойного слоя в источниках с перепадом давления между полым анодом и ловушкой.

3.4. Выводы.

Глава 4. Практическое применение результатов исследований. 4.1. Травление поверхности быстрыми атомами и молекулами.

4.2. Сопровождение осаждения покрытий медленными молекулами.

4.3. Нагрев, травление и осаждение покрытий с помощью универсальных источников электронов, быстрых молекул и металлического пара.

4.4. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Источники широких пучков быстрых молекул газа и атомов металла на основе тлеющего разряда с электростатическим удержанием электронов»

Газовый разряд и пучки ускоренных частиц широко используются для модификации свойств поверхности. Для однородной обработки ускоренными частицами изделий размером ~ 10 см и для осаждения на их поверхность однородных покрытий расстояние от источников, как ускоренных частиц, так и медленных атомов осаждаемых материалов должно превышать указанный размер, а длина свободного пробега частиц должна быть еще больше. При комнатной температуре длина свободного пробега молекул газа при давлении 1 Па немного меньше 1 см. Следовательно, давление газа в рабочей вакуумной камере должно быть меньше 0,1 Па.

При таком низком давлении необходимые для модификации поверхности частицы получают с помощью вакуумно-дугового [1] и высокочастотного [2] разрядов, а также с помощью разрядов в магнитном поле [3,4]. Например, камеры объемом до 1 м 3 заполняют однородной плазмой с помощью разряда с термоэмиссионными катодами и мультипольной магнитной системой на стенках камеры, являющейся для плазменных электронов магнитной ловушкой [5]. В последнем случае в качестве термоэмиссионных катодов часто используют цилиндрические полые катоды из тугоплавкого металла или гексаборида лантана, накаливаемые током до 100 А ионов с энергией в десятки эВ [6].

Тлеющий разряд с холодным полым катодом [7], являющимся для плазменных электронов электростатической ловушкой, долгое время не применялся для модификации большой поверхности. Причиной тому сравнительно высокое рабочее давления газа, заметно превышавшее 1 Па во всех известных случаях. Лишь в восьмидесятые годы впервые было экспериментально доказано, что рабочее давление разряда можно снизить до 0,01 Па, уменьшив апертуру S0 ухода электронов из электростатической ловушки [8]. Это расширило диапазон применений тлеющего разряда без магнитного поля для модификации поверхности, а также для решения других задач.

Одно из новых применений разряда - получение при давлении 0,01 - 0,1 Па широких пучков ионов [9-15] и быстрых нейтральных атомов и молекул [16-18]. Проще всего формировать такие пучки, ускоряя ионы между двумя плазмами, отделенными друг от друга одной единственной эмиссионной сеткой под отрицательным потенциалом. Одна из них - плазма тлеющего разряда внутри источника пучка. Вторая плазма образуется за его сеткой в рабочей камере в результате нейтрализации объемного заряда ускоренных ионов вторичными электронами со стенок. Эта схема ускорения позволила снять целый ряд ограничений, характерных для многосеточных ионно-оптических систем, и получать стационарные моноэнергетические пучки быстрых молекул сечением до 8000 см и эквивалентным током до десятков ампер при любой энергии частиц от десятков эВ до нескольких кэВ. Изменяя форму сетки, можно варьировать конфигурацию пучка и получать как сходящиеся, так и расходящиеся, например, во все стороны с цилиндрической эмиссионной поверхности, пучки быстрых нейтральных частиц, образующихся в результате перезарядки ускоренных ионов в рабочей камере [18]. Непрерывная очистка холодного катода ионами позволяет получать быстрые молекулы таких химически активных газов, как кислород.

Однако разрабатывать источники с небольшими габаритными размерами ~ 10 см оказалось достаточно сложно. Это связано с необходимостью выполнения противоречащих друг другу условий. С одной стороны, нужно не допустить пробоя между разделенными эмиссионной сеткой плазмами, который неизбежен при увеличении давления до ~ 0,5 - 1,0 Па. С другой стороны, необходимо обеспечить самостоятельность тлеющего разряда в объеме газоразрядной камеры (ГРК) источника от 1 до 5 литров, а для этого давление газа должно быть не ниже указанной величины.

Известно, что область эффекта электростатической ловушки (ЭЭЛ) включает три диапазона, отличающихся друг от друга характером зависимости параметров разряда от давления [19]. Если роль ловушки выполняет камера объемом V = 0,1 1 м апертуру ухода из нее электронов S0 можно легко уменьшить до величины, при которой благоприятное для транспортировки частиц давление 0,01 - 0,1 Па попадает в средний диапазон области эффекта, где раз-^ рядное напряжение минимально, а вольтамперная характеристика практически не зависит от давления. Однако если речь идет об объеме 1 - 5 литров, то апертура S0, при которой давление 0,01 - 0,1 Па также попало бы в средний диапазон, оказывается меньше порога S* образования в разряде двойного электростатического слоя [20]. Анодная плазма слоя при уменьшении давленияр до 0,5 -1 Па распадается, и разряд обрывается. Чтобы разряд не погас при р < 0,5 Па,

1 /9 приходится ограничиваться апертурой S0 > S = (2т/М) SK, где SK - площадь поверхности ловушки, am и М - массы электрона и иона. Поэтому при малом объеме V оптимальное для модификации поверхности давление 0,01 - 0,1 Па оказывается в нижнем диапазоне области ЭЭЛ.

В нижнем диапазоне быстрые электроны значительную долю своей энергии уносят из ловушки. Поэтому с уменьшением давления газа для поддержания разрядного тока приходится повышать катодное падение потенциала до 1 кВ и выше. При ограниченном напряжении источника питания ток с уменьшением давления быстро снижается, и разряд погасает. Кроме того, высокое катодное падение приводит к перегреву катода ГРК и загрязнению пучка его материалом, распыляемым ионами.

В связи с этим актуальными задачами, которые необходимо решить для получения с помощью разряда при давлении 0,01 - 0,1 Па однородной плазмы в объеме 1 - 5 литров, являются снижение катодного падения и повышение тока разряда в нижнем диапазоне области ЭЭЛ, а также предотвращение распада анодной плазмы двойного слоя разряда в среднем диапазоне при S0 < S\

Кроме того, для достижения положительного эффекта сопровождения } осаждения покрытия его бомбардировкой быстрыми атомами и молекулами необходимо решить проблему совмещения широкого пучка ускоренных частиц с потоком медленных атомов осаждаемого материала. Быстрые частицы должны бомбардировать осаждаемое покрытие непрерывно и на всей поверхности изделия сложной геометрической формы с пазами и выступами. Это возможно лишь в том случае, если медленные осаждающиеся частицы и сопровождающие их быстрые частицы стартуют с одной и той же эмиссионной поверхности и имеют одинаковые угловые характеристики.

Простота конструкции, большой срок службы источников с холодным катодом и их низкая себестоимость по сравнению с источниками на основе высокочастотного разряда или разряда с накаленными катодами и периферийным магнитным полем явились обоснованием экономической целесообразности и актуальности исследований формирования широких пучков ускоренных частиц и металлического пара на основе тлеющего разряда с электростатическим удержанием электронов, выполнявшихся в настоящей диссертационной работе в рамках федеральных целевых научно-технических программ на 2002 - 2006 годы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники», «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», «Интеграция науки и высшего образования России», и соответствовавших критической технологии федерального значения «Электронно-ионно-плазменные технологии».

Основными целями работы являются:

- исследование формирования широких пучков быстрых нейтральных атомов и молекул при ускорении ионов в системе плазма-сетка-плазма и определение зависимости рабочего диапазона давления и характеристик пучка от геометрических параметров ГРК и эмиссионной сетки источника,

- изучение возможности снижения катодного падения потенциала и повышения тока разряда в ГРК в результате бомбардировки холодного катода электронами с энергией 0,5 - 1 кэВ,

- поиск путей предотвращения распада анодной плазмы двойного электростатического слоя при давлении газа в ГРК ~ 0,1 Па, а также

- разработка на основе полученных результатов источников широких пучков быстрых нейтральных молекул и универсальных источников широких пучков электронов и быстрых молекул, совмещенных с потоком металлического пара.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- впервые изучена зависимость характеристик источников широких пучков быстрых нейтральных атомов и молекул от геометрических параметров эмиссионной сетки и электростатической ловушки тлеющего разряда в ГРК;

- впервые показано, что в нижнем диапазоне давления области (ЭЭЛ) повышение тока электронной эмиссии на катоде в результате его бомбардировки электронами с энергией 0,5 - 1 кэВ снижает катодное падение потенциала разряда с током ~ 1 А от ~ 1000 В до ~ 100 В;

- экспериментально доказано, что перепад давления между ловушкой объемом ~ 1 л и полым анодом, из которого газ поступает в нее через отверстие с площадью, на порядок меньшей порога образования двойного электростатического слоя, обеспечивает поддержание стационарного разряда с током в несколько ампер при давлении газа в ловушке ~ 0,1 Па;

- впервые исследовано осаждения покрытий на проводники и диэлектрики в сопровождении широким пучком быстрых нейтральных молекул, а также осаждения покрытий с помощью универсальных источников пучков ускоренных частиц, совмещенных с потоком металлического пара.

Практическая ценность работы состоит в том, что:

- на базе полученных результатов разработаны источники широких пучков быстрых нейтральных молекул сечением 0,01 - 0,8 м 2 для низкоэнергетической имплантации, травления диэлектрических материалов и проводников, а также для сопровождения быстрыми частицами осаждения покрытий;

- разработаны универсальные источники широких пучков электронов и быстрых молекул, совмещенных с потоком металлического пара, обеспечивающие предварительный нагрев массивного изделия электронным пучком мощностью ~ 10 кВт, очистку и активацию его поверхности быстрыми молекулами с энергией 0,5 - 1 кэВ и осаждение на нее покрытия в сопровождении быстрыми молекулами с энергией 50 - 200 эВ;

- разработанные устройства нашли применение, как в научном эксперименте, так и в промышленности.

Первая глава содержит обзор литературных данных по источникам металлического пара для осаждения покрытий в вакууме и источникам ускоренных частиц для распыления поверхности и модификации покрытий в процессе их осаждения.

Во второй главе приводятся результаты исследования источников широких пучков быстрых нейтральных молекул с объемом ловушки от 0,01 м3 до 0,1 м свидетельствующие о взаимозависимости плазменного эмиттера и вторичной плазмы во всем рабочем диапазоне давлений от ~ 0,02 Па до ~ 0,8 Па, верхняя граница которого практически не зависит от геометрических параметров электростатической ловушки разряда и эмиссионной сетки. Эта взаимозависимость обусловлена проникновением электронов из вторичной плазмы через эмиссионную сетку в плазменный эмиттер, бомбардировкой ими катода ГРК, повышением потенциала вторичной плазмы в рабочей камере и возникновением в ней несамостоятельного тлеющего разряда, повышающего степень ионизации газа. При переходе из среднего в нижний диапазон давления области ЭЭЛ бомбардировка катода электронами с энергией 0,5 - 1,5 кэВ становится необходимым условием поддержания тока пучка. В нижнем диапазоне он снижается при уменьшении тока электронов через сетку и погасает при его полном запирании.

Третья глава посвящена условиям поддержания разряда в источниках с малым объемом ловушки V < 0,01 м3, при котором разряд в среднем диапазоне области ЭЭЛ должен иметь двойной электростатический слой, а разряд без двойного слоя оказывается в ее нижнем диапазоне. В последнем случае для получения пучка с энергией свыше 1 кВ разряд в ГРК поддерживается бомбардировкой ее катода электронами из вторичной плазмы. Показано, что с увеличением тока этих электронов до величины, соизмеримой с эквивалентным током пучка, катодное падение разряда с током ~ 1 А снижается от ~ 1000 В до ~ 100 В. Использовать бомбардировку катода для поддержания разряда в источнике пучка с энергией 50 - 200 эВ невозможно, так как при уменьшении напряжения между эмиттером и сеткой ниже 500 В энергия бомбардирующих электронов и коэффициент электрон-электронной эмиссии уменьшаются до нуля. Поэтому здесь для поддержания разряда с ловушкой объемом ~ 0,001 м 3 используется перепад давления между ней и полым анодом, из которого поступает газ. Получены пучки быстрых молекул сечением 100 - 1000 см2, с эквивалентным током до 1 - 2 А и с энергией, регулируемой практически от нуля до ~ 500 эВ.

В четвертой главе приводятся примеры использования результатов исследований для травления поверхности быстрыми атомами и молекулами с энергией 0,5 - 1,5 кэВ, сопровождения осаждения покрытий медленными молекулами с энергией 50 - 200 эВ, а также для нагрева, травления и осаждения покрытий с помощью универсальных источников электронов, быстрых молекул и металлического пара.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Уменьшение разности потенциалов между рабочей вакуумной камерой и эмиссионной сеткой источника быстрых нейтральных молекул, расположенной между плазменным эмиттером источника и вторичной плазмой в камере, приводит, с одной стороны, к несамостоятельному разряду в камере и повышению потенциала и концентрации вторичной плазмы, а с другой стороны - к росту концентрации плазменного эмиттера и тока пучка из-за повышения тока электронной эмиссии на катоде.

2. В нижнем диапазоне давления области ЭЭЛ облучение катода тлеющего разряда электронами с энергией 0,5 - 1 кэВ из рабочей камеры снижает катодное падение потенциала разряда с током в единицы ампер от ~ 1000 В до ~

100 В, причем увеличение электронного тока через сетку свыше ~ 10 % от тока пучка вызывает рост потенциала вторичной плазмы в рабочей камере.

3. Перепад давления между ловушкой объемом ~ 1 ли полым анодом, из которого в нее поступает газ через отверстие площадью, на порядок меньшей порога образования двойного электростатического слоя, обеспечивает поддержание разряда с током в несколько ампер при давлении ~ 0,1 Па.

4. При погружении в плазму ТРЭУЭ металлической мишени и подаче на нее отрицательного напряжения источник формирует комбинированный пучок быстрых молекул, а также атомов металла и вторичных электронов, эмитируемых мишенью, причем относительное содержание электронов, медленных атомов металла и быстрых молекул, а также угловые характеристики и энергия последних регулируются в широком диапазоне посредством изменения выходных параметров источников электропитания.

Заключение диссертации по теме «Физика плазмы», Мельник, Юрий Андреевич

4.4. Выводы

Представленные в настоящей главе результаты применения полученных новых данных о физических процессах, определяющих работоспособность источников быстрых молекул, демонстрируют широкие возможности разработанных на их основе устройств для травления и нагрева в вакууме изделий из проводников и диэлектриков, а также для осаждения покрытий в сопровождении пучком.

Метод ускорения ионов в источниках широких пучков быстрых нейтральных молекул напряжением, приложенным между двумя плазмами, разделенными одной единственной эмиссионной сеткой, позволяет в широком диапазоне регулировать независимо друг от друга такие параметры, как ток и энергию ускоренных частиц, а также угол их расходимости на подложке. Один и тот же источник можно использовать при высокой энергии ускоренных частиц и умеренном токе пучка с малым углом расходимости для травления подложки из диэлектрика, полупроводника или металла через маску на ее поверхности канавок с высоким аспектным отношением, а при низкой энергии сильноточного пучка с большим углом расходимости - для сопровождения осаждения покрытий на изделия с глубокими пазами и выступами на поверхности.

Использование для ускорения ионов одной сетки значительно упрощает конструкцию источников ускоренных частиц и позволяет формировать пучки

9 2 сечением от ~ 100 см до ~ 10000 см любой конфигурации: с малым угловым разбросом, сходящиеся или расходящиеся. Особый интерес с практической точки зрения представляют универсальные источники, формирующие широкий электронный пучок для нагрева изделий в вакууме, осаждаемый на них металлический пар и широкий пучок быстрых молекул для предварительной очистки поверхности изделий и для модификации покрытия в процессе его осаждения.

Заключение

Результаты исследований источников широких пучков быстрых нейтральных молекул на основе тлеющего разряда с электростатической ловушкой объемом 1 - 20 литров позволили решить основные задачи, обозначенные во введении настоящей кандидатской диссертации, и существенно расширить знания о тлеющем разряде с электростатическим удержанием электронов:

- выявить роль в формировании пучка плазмы несамостоятельного разряда с электростатическим удержанием электронов в рабочей вакуумной камере и установить механизм его поддержания;

- определить зависимость рабочего диапазона давления и характеристик пучка от геометрических параметров ловушки и эмиссионной сетки источника, а также от тока электронов, бомбардирующих его холодный катод;

- найти пути предотвращения распада анодной плазмы двойного электростатического слоя при давлении газа в ловушке ~ 0,1 Па, а также

- разработать на основе полученных результатов источники широких пучков быстрых нейтральных молекул и универсальные источники широких пучков электронов и быстрых молекул, совмещенных с потоком металлического пара.

Среди наиболее значимых результатов работы можно выделить следующие.

1. Впервые изучены зависимости рабочего диапазона давления газа и характеристик широкого пучка быстрых нейтральных атомов и молекул от геометрических параметров эмиссионной сетки и электростатической ловушки тлеющего разряда в источнике пучка, а также взаимозависимость самостоятельного разряда внутри источника и несамостоятельного разряда в области транспортировки пучка;

2. Впервые показано, что в нижнем диапазоне давления области эффекта электростатической ловушки (ЭЭЛ) повышение тока электронной эмиссии на холодном катоде в результате его бомбардировки электронами с энергией 0,5 -1 кэВ снижает катодное падение потенциала разряда с током ~ 1 А от ~ 1000 В до ~ 100 В и обеспечивает работоспособность малогабаритных источников нейтральных атомов и молекул с энергией 1-10 кэВ;

3. Экспериментально доказано, что перепад давления между ловушкой объемом ~ 1 ли полым анодом, из которого газ поступает в нее через отверстие с площадью, на порядок меньшей порога образования двойного электростатического слоя, обеспечивает поддержание стационарного разряда с током в несколько ампер при давлении газа в ловушке -0,1 Па и работоспособность малогабаритных источников нейтральных атомов и молекул с энергией 10 - 500 эВ;

4. Впервые исследовано осаждение покрытий на проводники и диэлектрики в сопровождении широким пучком быстрых нейтральных молекул, а также осаждение покрытий с помощью универсальных источников пучков ускоренных частиц, совмещенных с потоком металлического пара.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Мельник, Юрий Андреевич, 2006 год

1. Handbook of vacuum arc science and technology: fundamentals and applications // edited by R. L. Boxman, Ph. J. Martin, D. Sanders, Park Ridge, New Jersey, U.S.A.: Noyes Publications, 1995.

2. Suzuki K., Okudaira S., Sakudo N. at al. Microwave plasma etching. // Jap. J. Appl. Phys., 1977. V. 16. No 1. P. 1979 1984.

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

4. Морозов А. И. и др. Экспериментальное исследование плазменного ускорителя с замкнутым дрейфом электронов и протяженной зоной ускорения. // Журнал технической физики. 1972. Т. 42. Вып. 1. С. 54 63.

5. Benhassine M. et al. Obtention сГ un plasma de forte densite (5x10 11 cm-3) dans une decharge multipolaire de grande dimension. // Revue Phys. Appl. 1984, V. 19. No 7. P. 545-553.

6. Willins D. J., Boyd R. L. F. A study of the electron emission processes in a hollow cathode discharge. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1973. V. 6. No 12, P. 1447 1454.

7. Москалев Б. И. Разряд с полым катодом. М.: Энергия, 1969.

8. Метель А. С. Расширение рабочего диапазона давлений тлеющего разряда с полым катодом // Ж Журнал технической физики ТФ. 1984. Т. 54. Вып. 2 С. 241 -247.

9. Метель А. С. Источники пучков заряженных частиц большого сечения на основе тлеющего разряда с холодным полым катодом // Плазменная эмиссионная электроника / Улан-Удэ: Бурятский ин-т естественных наук СО АН СССР, 1991. С. 77-81.

10. Gavrilov N. V., Mesyats G.A., Nikulin S.P., Radkovskii G. V. New broad beam gas ion source for industrial application // J. Vac. Sci. Technol. A. 1996. V. 14. No 3. P. 1050- 1055.

11. Gavrilov N. V., Mesyats G.A., Radkovskii G. V., Bersenev V. V. Development of technological sources of gas ions on the basis of hollow-cathode glow discharges // Surface and Coating Technology. 1997. V. 96. P. 81 88.

12. Визирь A.B., Оке E.M., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Несамостоятельный тлеющий разряд с полым катодом для широкоапертурных ионных источников // Журнал технической физики. 1997. Т. 67. Вып. 6. С. 27 31.

13. Oks Е.М., Vizir A.V., Yushkov G.Yu. Low-pressure hollow cathode glow discharge plasma for broad beam gaseous ion sources // Rev. Sci. Instrum. 1998. V. 60. No 2. P. 853 -855.

14. Oks E.M., Vizir A. V., Yushkov G. Yu. Further development of a gaseous ion source based on low-pressure hollow cathode glow // Rev. Sci. Instrum. 2000. V. 71. No 2. P. 728-730.

15. Патент РФ № 2094896, кл. H01J 27/04. Источник быстрых нейтральных молекул / А. С. Метель, С. Н. Григорьев / Заявлено 25.03.96 // БИ. 1997. - № 30.

16. United States Patent No 6,285,025, Int. CI. H01S 1/00; H01S 3/00. Source of fast neutral molecules / A. S. Metel, S. N. Grigoriev / PCT Filed Mar. 18, 1997 // Date of Patent Sep. 4, 2001.

17. Grigoriev S., Melnik Yu., Metel A. Broad fast neutral molecule beam sources for industrial-scale beam-assisted deposition // Surface and Coating Technology. 2002. V. 156. No 1/3. P. 44-49.

18. Метель А. С. Эффект электростатической ловушки в тлеющем разряде // Тез. докл. 3 межд. конф-ции по фундаментальным проблемам физики. Казань, 2005. С. 207.

19. Метель А.С., Григорьев СЛ. Тлеющий разряд с электростатическим удержанием электронов: физика, техника, применения. М.: ИЦ МГТУ «Стан-кин», «Янус-К», 2005. - 296 С.

20. Осаждение из газовой фазы // под ред. К. Пауэля и др. Пер. с англ. М.: Атомиздат, 1970.-472 С.

21. Осипов К.А., Фолманис Г.Э. Осаждение пленок из низкотемпературной плазмы. М.: Наука, 1973. 87 С.

22. Иванов В.М. Вакуумные покрытия в машиностроении. М.: Машиностроение, 1981.-39 С.

23. Минайчев В.Е. Нанесение пленок в вакууме. М.: Высшая школа, 1989.

24. Плешивцев Н. В. Катодное распыление. М.: Атомиздат, 1968. 347 С.

25. Габович М.Д., Плешивцев Н.В., Семашко Н.Н. Пучки ионов и атомов для управляемого термоядерного синтеза и технологических целей. М.: Энерго-атомиздат, 1986.-248 С.

26. Smith D.L. Physical sputtering model for fusion reactor first-wall material // J. Nucl. Materials. 1978. V. 75. No 1. P. 20 31.

27. Рыжов Ю.А., Шкарбан И.И. Обобщение экспериментальных данных по массообмену между атомарными потоками и поликристаллическими поверхностями // Тематич. сб. трудов МАИ им. Серго Орджоникидзе. Вып. 334. М., 1975. С. 23 -36.

28. Ивановский Г. Ф., Петров В.И. Ионно-плазменная обработка материалов. М.: Радио и связь, 1986. 232 С.

29. Rossnagel S.M. Sputtered atom transport processes. // IEEE Trans. Plasma Sci. 1990. V. 18. No 6. P. 878-882.

30. Phillips С. E. S. //Proc. Roy. Soc. 1898. V. A64, P. 172 179.

31. Phillips С. E. S. //Phil. Trans. Roy. Soc. 1901. V. A197, P. 135 139.

32. Penning F. M. Die Glimmentladung bei niedrigem Druck zwischen koaxialen Zylindern in einem axialen Magnetfeld. // Phisica, 1936. V. 3. No 9. P. 873 894.

33. Penning F. M. Ein neues Manometer fur niedrige Gasdrucke, insbesondere zwischen 10~3und 10-5 mm. // Phisica, 1937. V. 4. No 2. P. 71 -75.

34. Knauer W. Mechanism of the Penning discharge at low pressures. // J. Appl. Phys. 1962. V. 33. No 6. P. 2093 2099.

35. Крейнделъ Ю. E., Ионов А. С. Некоторые особенности разряда в трубках типа Пеннинга при низких давлениях. // Журнал технической физики. 1964. Т.34. Вып. 7. С. 1199- 1204.

36. Кервалишвили Н. А., Жаринов А. В. Характеристики разряда низкого давления в поперечном магнитном поле. // Журнал технической физики. 1965. Т.35. Вып. 12. С. 2194-2207.

37. Lieberman М.А., Lichtenberg A.J. Principles of plasma discharges and materials processing. New York: John Willey & Sons, 1994.

38. Muenz W.D., Schulze D., Hauzer F.J.M. A new method for hard coating: ABS ™ (arc bond sputtering). // Surface and Coating Technology. 1992. V. 50. No 1-3. P. 169- 178.

39. Edison Т. A. Art of plating one material with another. US Patent 526,147, September 18, 1894, filed January 28, 1884. 41 .Anders A. Ion charge state distribution of vacuum arc plasmas: The origin of species.//Phys. Rev. E. 1997. V. 55. No l.P. 969-981.

40. Byon E., Anders A. Ion energy distribution functions of vacuum arc plasmas. // J. Appl. Phys. 2003.V. 93. No 4. P. 1899 1906.

41. Фурсей Г.Н., Воронцов-Вельяминов П.Н. Качественная модель инициирования вакуумной дуги. II. Автоэмиссионный механизм инициирования вакуумной дуги. // Журнал технической физики. 1967. Т. 37. Вып. 10. С. 1880 -1888.

42. Mack М. Oberflaechentechnik Verschleissschutz. // Die Bibliothek der Technik. Band 38. Landsberg/Lech: Verlag Moderne Industrie AG & Co., 1990.

43. Boxman R.L., Zhitomirsky V.N. Vacuum arc deposition devices (Review article). // Rev. Sci. Instrum. 2006. V. 77. No 2. P. 1 15.

44. Аксенов И.И. Вакуумная дуга в эрозионных источниках плазмы. Харьков: ННЦХФТИ, 2005.-212 С.

45. Al.Amano J., Lawson R. Thin film deposition using low energy ion beams (2) Pb + ion-beam deposition and analysis of deposits. // J. Vac. Sci. Technol. 1977. V. 14. No 2. P. 690-694.

46. Amano J., Lawson R. Thin film deposition using low energy ion beams (3) Mg + ion-beam deposition and analysis of deposits. // J. Vac. Sci. Technol. 1977. V. 14. No 2. P. 695-698

47. Weiler M., Sattel S., Jung K. et al. Highly tetrahedral diamond-like amorphous hydrogenated carbon prepared from a plasma beam source. // Appl. Phys. Lett. 1994. V. 64. P. 2797-2799.

48. Bhattacharya R.S., Wu R.L.S., Yust C.S. Tribological properties of ion beam deposited diamond-like carbon films on silicon nitride. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 1991. V. 59/60. P. 1383.

49. Waldorf J. Large area ion and plasma beam sources. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 1996. V. 113. P. 8-15.

50. Tagaki T. Role of ions in ion-based film deposition. // Thin Solid Films. 1982. V. 92. P. 1.

51. Modification of thin film properties by ion bombardment during deposition // edited by O. Auciello andR. Kelly, Amsterdam: Elsevier, 1994.

52. Wolf G.K, Ensinger W. Ion bombardment during thin film deposition and its influence on mechanical and chemical surface properties. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 1991. V. 59/60. P. 173 181.

53. Barth M., Ensinger W, Hoffmann V., Wolf G.K. Stress and adhesion of chromium and boron films deposited under ion bombardment. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 1991. V. 59/60. P. 254-258.

54. Wolf G.K. Modification of chemical surface properties by ion beam assisted deposition. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 1990. V. 46. P. 369 378.

55. Wollenberger H. Ion beam mixing and phase stability. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 1990. V. 48. P. 493-498.

56. SS.Ruset C., Grigore E. The influence of ion implantation on the properties of titanium nitride layer deposited by magnetron sputtering. // Surface and Coatings Technology. 2002. V. 156. No 1/3. P. 159 161.

57. Chen Yuanru, Li Shizhuo et al. Mechanical and tribological properties of silicon nitride films synthesized by ion beam enhanced deposition. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 1991. V. 59/60. P. 1295 1299.

58. A. Voevodin et al. (eds.), Kluwer Academic Publishers, Boston, Dordrecht, London. 2004. P. 113-122.

59. Howson R.P., Jafer H.A., Spencer A.G. Substrate effects from an unbalanced magnetron. // Thin Solid Films. 1990. V. 193/194. P. 127 137.

60. Wolf G.K. Modification of mechanical and chemical properties of thin films by ion bombardment. // Surface and Coatings Technology. 1990. V. 43/44. P. 920 -935.

61. Kaufman H.R. Broad beam ion sources. // Rev. Sci. Instrum. 1990. V. 60. No 1. P. 230-235.

62. Hayes A. V., Kanarov V., Vidinsky B. Fifty centimeter ion beam source. // Rev. Sci. Instrum., 1996, v. 67, No 4, p. 1638 1641.

63. Кулыгин B.M., Панасенков A.A., Семашко H.H., Чухин И.А. Ионный источник без внешнего магнитного поля. // ЖТФ. 1979. Т. 49. Вып. 1. С. 168 172.6l.Ehlers K.W. Rectangulary shaped large area plasma source. // Rev. Sci. Instrum. 1979. V. 50. P. 1353 1362.

64. Groh КН., Loeb H. W., Velten W. RF-ion thruster performance data for inert gas propellants. // 7-th Int. Conf. Gas Discharges and Appl, London, 1982. P. 407 -409.

65. Proudfoot G., Mahony C.M.O., Perrin R. Development and use of a large area ul-tralow energy reactive ion beam. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 1989. V. 37/38. P. 103- 106.

66. Никитинский В. А., Журавлев Б. И. Разряд, контрагированный в скрещенных полях с холодным полым катодом. // Журнал технической физики. 1980. Т. 50. Вып. 2. С. 440-442.

67. Никитинский В. А., Журавлев Б. И. Условия существования разряда с холодным катодом, контрагированного в скрещенных полях // Журнал технической физики. 1982. Т. 52. Вып. 5. С. 880 883.

68. Никитинский В. А., Журавлев Б. И., Гапоненко А. Т. Двухкаскадный самостоятельный разряд низкого давления // Журнал технической физики. 1985. Т. 55. Вып. 8. С. 1637- 1639.

69. Глазунов В. Н., Метель А. С. Инверсия катодной полости тлеющего разряда в магнитном поле // Журнал технической физики. 1981. Т. 51. Вып. 5. С. 932 -939.

70. Глазунов В. Н., Гречаный В. Г., Метель А. С. Тлеющий разряд в поперечном магнитном поле // Журнал технической физики. 1982. Т. 52 Вып. 9. С. 1767 -1772.

71. Глазунов В. Н., Метель А. С. О механизме потерь быстрых электронов в тлеющем разряде с осциллирующими электронами // Физика плазмы. 1982. Т. 8. Вып. 5. С. 1099- 1104.

72. Zl.Meccu Г., Бархоп Е. Электронные и ионные столкновения. М.: ИЛ, 1958. -604 С.

73. Метель А.С., Настюха А.И. О роли дополнительной ионизации газа осциллирующими электронами в области катодного падения потенциала тлеющего разряда с полым катодом // Изв. вузов Радиофизика. 1976. Т. 19. Вып. 12. С. 1884- 1890

74. Метель А. С. Влияние ионизации в катодном слое на характеристики тлеющего разряда с осциллирующими электронами. I. Разряд с полым катодом // Журнал технической физики. 1985. Т. 55. Вып. 10. С. 1928 1934.

75. Каминский М. Атомные и ионные столкновения на поверхности металла. М.: Мир, 1967.

76. Warner В. Е., Persson К. В., Collins G. J. Metal-vapor production by sputtering in a hollow-cathode discharge: Theory and experiment. // J. Appl. Phys. 1979. V. 50. No 9. P. 5694-5703.

77. Koch H., Eichler H. J. Particle densities in high current hollow cathode discharges. //J. Appl. Phys. 1983. V. 54. No 9. P. 4939-4946.

78. Rybnicek J. Corpuscular diagnostics of a hollow-cathode discharge III. The metal-ions-regime evolution. // Czech. J. Phys. 1980. V. В 30. P. 1307 - 1314.

79. Гречаный В. Г., Метель А. С. Тлеющий разряд с полым катодом в вакуумном режиме катодной полости // Теплофизика высоких температур. 1984. Т. 22. Вып 6. С. 444-448.

80. Метель А. С. Особенности установления квазистационарного состояния сильноточного тлеющего разряда с полым катодом при пониженных давлениях газа // Журнал технической физики. 1986. Т. 56. Вып. 12. С. 2329 -2339.

81. Gavrilov N. V., Nikulin S. P. Ion emitter based on cold cathode discharge. US Patent No 5.569.976. (H 01 J61/09) Опубл. 29.11.96

82. Гаврилов H.B., Емлин Д.Р., Радковский Г.В. Источник широких однородных пучков низкоэнергетичных (~ 0,5 кэВ) газовых ионов // Приборы и техника эксперимента. 2000. Вып. 2. С. 113 118.

83. Гаврилов Н.В., Емлин ДР., Никулин СЛ. Использование тлеющего разряда в магнитном поле для получения широких ионных пучков технологического применения // Изв. вузов Физика. 2001. Вып. 9. С. 48 - 56.

84. Никулин С.П., Чичигин Д.Ф., Третников П.В. Генерация однородной плазмы и широких ионных пучков в пеннинговской системе с неэквипотенциальным катодом // Журнал технической физики. 2004. Т. 74. Вып. 9. С. 39 42.

85. Гаврилов Н.В., Каменецкий А.С. Характеристики ионного источника с плазменным катодом и многополюсной магнитной системой удержания быстрых электронов // Журнал технической физики. 2004. Т. 74. Вып. 9. С. 97 102.

86. Патент РФ № 2110867, кл. H01J 27/04. Плазменный эмиттер ионов / А. С. Метель, С. Н. Григорьев, Е. Р. Цыновников, Ю. А. Мельник, С. В. Федоров / Заявлено 15.12.96 // БИ. 1998. - № 13.

87. Патент РФ № 2008739, кл. H01J 27/04. Источник ионов / А. С. Метель / Заявлено 28.04.92 // БИ. 1994. - № 4.

88. Бронштейн И. М., Фрайман Б. С. Вторичная электронная эмиссия. М.: Наука, 1969.

89. Далгарно А. Атомные и молекулярные процессы. / Под ред. Д. Бейтса. М.: Мир, 1964, с. 552.

90. Месси Г., Бархоп Е. Электронные и ионные столкновения. М.: ИЛ, 1958.

91. Мак-Даниель И. Процессы столкновений в ионизованных газах: Пер. с англ. / Под ред. Арцимовича JI.A. // М.: Мир, 1967.

92. Ш. Григорьев С. Н., Мельник Ю. А., Метель А. С. Снижение катодного падения потенциала тлеющего разряда с электростатическим удержанием электронов при облучении катода электронами с энергией 0,5 2 кэВ // Инженерная физика. 2005. Вып. 3. С. 23 - 27.

93. Baglin V., Bojko J., Groebner О. et al. The secondary electron yield of technical materials and its variation with surface treatments // 7th European Particle Accelerator Conference: Proceedings. Vienna, Austria, 2000. P. 217 221.

94. Shamim M.M., Scheuer J.T., Fetherston R.P., Conrad J.R. Measurement of electron emission due to energetic ion bombardment in plasma source ion implantation // J. Appl. Phys. 1991. V. 70. No 9. P. 4756 4759.

95. Мельник Ю. А., Метель А. С. Особенности генерации плазмы в источнике быстрых молекул с полым анодом снаружи его электростатической ловушки // Инженерная физика. 2005. Вып. 2. С. 26 29.

96. Григорьев С. Н., Метель А. С., Мельник Ю. А. Разработка источника пучка быстрых нейтральных молекул // Тез. докл. совместной сессии и выставки-ярмарки перспективных технологий. Тула, 1997. С. 162.

97. S. Grigoriev, A. Metel, A. F. Cakir et al. Thin film deposition through complex ion-plasma treatment // Взаимодействие ионов с поверхностью. Материалы 14-й международной конференции, Звенигород, 1999. М. Т. 2. С. 218 221.

98. Качество машин. Сборник трудов 4-й Международной научно-технической конференции». 2001, Брянск: Издательство БГТУ. Т. 2. С. 128 130.

99. Ml. Григорьев С. H., Исайков А. П., Мельник Ю. А., Метель А. С. Осаждение упрочняющих покрытий с помощью универсальных источников ускоренных частиц // Упрочняющие технологии и покрытия. 2005. Вып. 9. С. 36 40.