Влияние плотности потока ассистирующих ионов на толщину покрытия, полученного методом динамического атомного перемешивания

Abstract

В данной работе обсуждаются экспериментальные результаты по изучению распределения элементов в приповерхностных слоях Cu/Al- и Pd/Fe-структур, сформированных методом динамического атомного перемешивания (ДАП). Метод ДАП заключается в осаждении покрытия на подложку при одновременном облучении формируемой структуры ускоренными ионами инертных газов. Осаждение покрытий происходило в вакууме (0,2−2,0 ⋅ 10−6 торр). В качестве ассистирующих ионов использовались ионы аргона. Состав и распределение элементов по глубине в сформированных покрытиях изучались методом резерфордовского обратного рассеяния ионов гелия в сочетании с компьютерным моделированием. При осаждении Cu-покрытия на алюминий и Pd-покрытия на железо методом динамического атомного перемешивания, в котором в качестве ассистирующих ионов использовались ионы Аr+ с энергией 6 кэВ, и интегральными потоками (0,7−1,6) ⋅ 1016 ион/cм2 формируется покрытие толщиной ∼(10−25) нм. В состав покрытия входят атомы осаждаемого металла (Cu, Pd), атомы из подложки (Al, Fe), атомы аргона и в случае Cu/Al-структур − атомы сопутствующей примеси кислорода. Установлено, что толщина сформированного покрытия зависит от параметра Ji / Ja (отношение плотности потока Ji ассистирующих ионов к плотности потока Ja атомов осаждаемого покрытия). Следует отметить, что при расчете толщины покрытия необходимо учитывать не только процессы распыления атомов осаждаемой пленки, но и процессы распыления атомов подложки.