Аномальный тлеющий разряд в скрещенных электрическом и магнитном полях в процессах нанесения оптических покрытий

Лучкин, Григорий Сергеевич

Аномальный тлеющий разряд в скрещенных электрическом и магнитном полях в процессах нанесения оптических покрытий тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

Лучкин, Григорий Сергеевич АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Казань МЕСТО ЗАЩИТЫ

2005 ГОД ЗАЩИТЫ

01.02.05 КОД ВАК РФ

Диссертация по механике на тему «Аномальный тлеющий разряд в скрещенных электрическом и магнитном полях в процессах нанесения оптических покрытий»

Автореферат диссертации на тему "Аномальный тлеющий разряд в скрещенных электрическом и магнитном полях в процессах нанесения оптических покрытий"

НА ПРАВАХ РУКОПИСИ

ЛУЧКИН Григорий Сергеевич

АНОМАЛЬНЫЙ ТЛЕЮЩИЙ РАЗРЯД В СКРЕЩЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ И МАГНИТНОМ ПОЛЯХ В ПРОЦЕССАХ НАНЕСЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

Специальность 01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань 2005

Работа выполнена в Казанском государственном технологическом университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, Кашапов Наиль Фаикович

Официальные оппоненты:

доктор физ-мат. наук, профессор Гайсин Фивзат Миннибаевич кандидат технических наук, доцент Шаехов Марс Фаритович

Ведущая организация:

ОАО ОКБ «СОЮЗ»

Защита состоится час на

заседании диссертационного Совета Д212.079.02 в Казанском государственном техническом университете им. А.Н.Туполева по адресу: 420111, Казань, К.Маркса, 10 в зале заседания ученого совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГТУ им. А.Н.Туполева

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., доцент

А.Г. Каримова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ*

Актуальность темы. В настоящее время плазменные технологии находят широкое применение в машиностроении, радиоэлектронике и оптическом приборостроении, в том числе при нанесении покрытий на поверхности металлов, полупроводников и диэлектриков с целью придания им требуемых физических свойств.

Наиболее перспективными для процессов напыления являются разрабатываемые в последние годы плазменные методы получения покрытий. Анализ показывает, что многие вневакуумные методы осаждения имеют ограниченные возможности с точки зрения придания поверхности изделий заданных свойств. Так плазменные методы нанесения при атмосферном давлении обладая рядом существенных достоинств не позволяют получать высокоплотные покрытия, достаточно равномерные по толщине. Напыление в вакууме лишено этих недостатков, однако, малая скорость напыления и ограниченный набор пленкообразующих материалов, не всегда удовлетворяет разработчиков интерференционных конструкций. Появившиеся сравнительно недавно магнетронные распылительные системы, способные наносить как тонко пленочные, так и пленочные покрытия толщиной в несколько микрон, позволили существенно расширить область применения ионного распыления материалов в процессах нанесения покрытий.

Магнетронная распылительная система (МРС) позволяет осуществлять процесс испарения пленкообразующего материала с большой скоростью и с одновременной ионизацией и возбуждением распыленных атомов. Наличие возможности управления параметрами разряда позволяет направленно влиять на свойства получаемых покрытий. Поэтому технологии с применением магнетронной распылительной системы, являются перспективными в процессах изготовления тонкослойных оптических покрытий.

Работа направлена на решение актуальной проблемы создания новых совершенных магнетронных распылительных систем и исследование аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях в процессе нанесения покрытий, а также разработку теории и методики расчета МРС.

Работа выполнена в соответствии с программой «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» в рамках научно - инновационного сотрудничества Министерства образования и ОАО «Автоваз» по подпрограмме «Создание новых материалов и технологий для автомобилестроения»; а также в рамках программы развития приоритетных направлений развития науки республики Татарстан на 2001-2005 г. по теме «Нанесение отражающих тонкопленочных покрытий в условиях динамического вакуума» и по теме «Функциональные покрытия для

*В руководстве работой принимал участие к.т.н. Галяутдинов Р.Т.

повышения эффективности оптико-электронных приборов, применяемых при оперативной диагностике газо-нефтепроводов».

Цель и задачи исследования. Целью работы являлось определение влияния параметров разряда в магнетронной распылительной системе на свойства формируемых покрытий и разработка на основе установленных закономерностей новых технологий получения оптических покрытий с улучшенными техническими и эксплуатационными характеристиками. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Создание установки для нанесения функциональных покрытий при помощи магнетронной распылительной системы;

2. Экспериментальное исследование разряда в процессах нанесения покрытий;

3. Разработка математической модели прикатодной области аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях;

4. Экспериментальное исследование свойств полученных покрытий и их зависимость от параметров разряда;

5. Разработка технологии получения оптических покрытий с заданными свойствами.

Объект и методы исследования. Основным объектом исследования является аномальный тлеющий разряд в скрещенных электрическом и магнитном полях, а также покрытия, полученные при его использовании.

Для исследования параметров аномального тлеющего разряда использовался зондовый метод измерения пространственного распределения плавающего потенциала электрического поля, измерение магнитного поля, распределение температуры, плотности разрядного тока на мишени, а также калориметрические измерения.

Полученные функциональные покрытия исследовались по следующим параметрам: адгезионная прочность, остаточные напряжения, спектральная зависимость коэффициента отражения, устойчивость к климатическим и механическим воздействиям.

Научная новизна работы.

1. Исследован аномальный тлеющий разряд в скрещенных электрическом и магнитном полях магнетрона в процессах нанесения оптических покрытий;

2. Впервые разработана математическая модель прикатодной области разряда в магнетронной распылительной системе с учетом зависимости коэффициента ионизации от энергии электронов и напряженности электрического поля;

3. Установлена закономерность влияния параметров аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях на характеристики получаемых покрытий;

4. Разработана технология нанесения покрытий с заданными свойствами при непрерывном контроле толщины наносимых покрытий;

5. Получены оптические покрытия с заданными свойствами новизна которых подтверждена двумя патентами и свидетельством на полезную модель.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. На основе экспериментальных и теоретических исследований параметров аномального тлеющего разряда в процессе нанесения покрытий разработаны технологии получения тонкопленочных покрытий с заданными свойствами;

2. Внедрены в промышленность созданные технологические процессы и специальное оборудование для нанесения покрытий с помощью МРС.

На защиту выносятся следующие положения и выводы:

1. Результаты комплексных экспериментальных исследований характеристик аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях в процессе нанесения оптических покрытий;

2. Математическая модель прикатодной области разряда в магнетронной распылительной системе с учетом зависимости коэффициента ионизации от энергии электронов и напряженности электрического поля;

3. Закономерности влияния параметров разряда в МРС на характеристики получаемых покрытий;

4. Технология нанесения функциональных покрытий с помощью МРС.

Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались на: 6-ой Международной конференции "Пленки и покрытия 2001", (Санкт-Петербург, 2001); втором международном симпозиуме "Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов в машиностроении ОТТОМ-2" (Харьков, 2001); II Международной научно-практической конференции "Автомобиль и техносфера" ICATS'2001' (Казань, 2001); Всероссийской научной конференции по физике низкотемпературной плазмы ФНТП-2001, (Петрозаводск, 2001); I Евразийском симпозиуме по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата, (Якутск, 2002); Международной научно-технической конференции «тонкие пленки и слоистые структуры» Пленки -2002, (Москва, 2002); Отчет научно-исследовательской работы на средства Фонда НИОКР РТ Академии наук РТ по договору № 06-6.4-111/2003(Ф). //Нанесение отражающих тонкопленочных покрытий в условиях динамического вакуума; XXX и XXXI Звенигородской конференциях по физике плазмы и УТС. Звенигород, 2003, 2004; научных сессиях Казанского государственного технологического университета (Казань, 2002, 2003, 2004).

Основные результаты исследований изложены в 22 публикациях (5 статей, 2 патента, 1 свидетельство на полезную модель).

Личный вклад автора состоит в получении, обработке и обсуждении полученных экспериментальных данных, в подготовке материала к публикации. Постановка цели и задач исследования, а также обсуждение полученных результатов проводилось совместно с научным руководителем. Ключевые публикации по теме данной работы написаны лично диссертантом.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 116 наименований. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 44 рисунка, 1 таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована основная цель исследования, поставлены задачи, показаны научная новизна и практическая ценность полученных результатов, дана структура диссертации.

В первой главе дан обзор основных методов нанесения тонкопленочных покрытий, который показал, что наиболее предпочтительными являются магнетронные распылительные системы, позволяющие получать пленки металлов и их сплавов, полупроводников и диэлектриков. Сформулированы задачи диссертации.

Во второй главе приведено описание созданной экспериментальной установки, представлены методики измерения параметров разряда и методики измерения характеристик покрытий. Вакуумная установка имеет следующие технические характеристики: объем вакуумной камеры составляет 0,27 м3; остаточное давление в камере 6,5-10-3 Па; время откачки вакуумной камеры до остаточного давления, не более 30 мин. Для нанесения покрытий использовались два пленарных магнетрона. Контроль толщины наносимых оптических покрытий в процессе напыления осуществлялся разработанной и смонтированной на камере системой фотометрического контроля. Толщина наносимых слоев контролировалась по изменению интенсивности отраженного света от свидетеля, расположенного в вакуумной камере в плоскости напыляемых изделий.

Функциональная схема экспериментальной установки представлена на рис. 1. В состав установки входят: 1 - корпус вакуумной камеры, 2 - система откачки, 3 - магнетроны, 4 - источник питания магнетрона, 5 - система фотометрического контроля толщины покрытий, 6 - одиночный электростатический зонд, 7 - термопара, 8 - система подачи плазмообразующего газа, 9 - система вращения подложек.

1 7

\-=4±-1

Рис. 1. Функциональная схема экспериментальной установки

Измерение параметров разряда МРС проводилось при помощи измерительного комплекса, в который входили: вакуумметр, вольтметр постоянного тока, амперметр постоянного тока, лабораторный набор для проведения колориметрических измерений, зонд для измерения пространственного распределения температуры, одиночный

электростатический зонд для измерения плавающего потенциала плазмы, магнитный зонд. Основные параметры разряда изменялись в следующих пределах: напряжение на катоде (У изменялось от 375 до 600 В, давление рабочего газа в камере р поддерживалось от 0,1 до 0,3 Па, материалом катода служили алюминий, медь, титан и нержавеющая сталь, время напыления изменялось от 0,5 до 25 мин, величина индукции магнитного поля В изменялась дискретно и составляла 0,02, 0,04 и 0,08 Тл, плазмообразующим газом служили аргон и смесь аргона с кислородом в соотношении 9:1.

Полученные покрытия исследовались по следующим параметрам: коэффициент отражения, комплексный показатель преломления, толщина

пленки, адгезионная прочность, остаточные напряжения, структура, механическая прочность, влагостойкойкость, стабильность характеристик во времени.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований электрических и энергетических характеристик разряда в магнетронной распылительной системе. Представлены результаты изучения характеристик полученных покрытий в зависимости от параметров разряда. Предложена математическая модель аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях в процессе нанесения оптических покрытий. Преложена модель строения оксидных пленок полученных с помощью МРС.

Наиболее полное представление о механизме разряда в МРС можно получить из вольтамперных характеристик (ВАХ). На рис. 2 представлены ВАХ в зависимости от условий разряда. Сравнение кривых показывает, изменение давления сильно влияет на напряжение и ток разряда (кривые 1 и 2). При неизменном напряжении с увеличением давления ток разряда возрастает, что ведет к повышению скорости распыления мишени.

/,А

8 б 4 2 О

350 375 400 425 450 475 500 525 550 575 U, В

Рис. 2. ВАХ разряда в зависимости от давления, напряженности магнитного поля, и материала катода. Плазмообразующий газ - аргон: 1 - р=0,25 Па, В=0,04 Тл, Си; 2 - р=0,30 Па, В=0,04 Тл, Си; 3 - р=0,30 Па, В=0,08 Тл, Си; 4 - р=0,30 Па, В=0,04 Тл, AI

С увеличением индукции магнитного поля магнетрона наблюдается рост тока разряда при одних и тех же значениях напряжения на катоде. Влияние величины индукции магнитного поля показано на рис. 2 (кривые 2 и 3). Магнитная индукция повышает эффективность ионизации атомов рабочего газа, поскольку увеличивает число столкновений электронов с атомами. Можно считать, что наложение магнитного поля эквивалентно увеличению давления рабочего газа.

При использовании в качестве мишени магнетрона пластин из разных металлов ВАХ несколько различаются, но имеют сходный вид. На рис. 2 (кривые 2 и 4) представлены ВАХ снятые при одинаковых условиях для двух разных катодов: алюминиевого и медного. Из рисунка видно, что при одном и том же напряжении ток разряда на магнетроне с алюминиевой мишенью выше, чем на магнетроне с медной мишенью. Следовательно, процесс распыления алюминия происходит интенсивнее, чем меди.

Проведенное сравнение ВАХ разряда показало влияние основных условий разряда: давления рабочего газа и индукции магнитного поля, а также материала катода на скорость распыления мишени-катода.

Проведенные измерения плавающего потенциала выявили наличие сильной неоднородности вблизи поверхности мишени. Максимальные значения плавающего потенциала соответствуют положению зонда над зоной эрозии мишени. По мере увеличения расстояния до катода неоднородность плавающего потенциала уменьшается.

Измерение пространственного распределения температуры вблизи работающего магнетрона показало, что наибольший нагрев наблюдается над поверхностью зоны максимального распыления мишени. При увеличении расстояния между магнетроном и подложкой неравномерность нагрева уменьшается и на расстоянии превышающем 18 см нагрев происходит практически равномерно.

Одними из важнейших характеристик МРС являются энергетические характеристики. Наибольший интерес с точки зрения технологического применения представляет мощность потребляемая всей установкой (Рпотр) и мощность вкладываемая в разряд (Рр). Знание их величины позволяет определить энергозатраты на техпроцесс. Потребляемая мощность экспериментальной установки складывается из мощности вакуумной системы (Рмк), мощности нагревателя подложек (Рц1Гр) и мощности источника питания магнетрона (Р„ст)- В результате измерений установлено, ч т р г и и

разряда идет на нагрев катода магнетрона и менее 1% энергии разряда переходит в энергию излучения. Остальная часть энергии вкладываемой в разряд идет на кинетическую энергию электронов, ионизированных

атомов рабочего газа и распыленных атомов материала мишени.

Результаты калориметрических измерений и вычислений сведены в таблицу: ^_ ^______________

где т - расход охлаждающей воды; ДГ - температура нагрева охлаждающей воды; - энергия, вложенная в разряд; - энергия унесенная

охлаждающей водой; отношение энергии унесенной охлаждающей водой к вложенной в разряд энергии.

Проведенные измерения позволили определить скорость нанесения покрытия в зависимости от мощности разряда. С увеличением мощности разряда скорость нанесения покрытия линейно возрастает.

Наносимые покрытия характеризуются механическими, оптическими и электрическими свойствами. Исследование влияния характеристик разряда на эти свойства имеет решающее значение при изготовлении покрытий с требуемыми свойствами.

Толщина получаемых покрытий увеличивается прямо пропорционально продолжительности процесса напыления. В свою очередь, скорость распыления зависит от мощности разряда. При увеличении мощности разряда скорость распыления также растет линейно.

В процессе напыления температура подложек возрастает и выходит на насыщение, определяемое мощностью разряда и расстоянием между магнетроном и подложкой. Например, выбор режима напыления, соответствующего небольшой скорости осаждения, позволяет без дополнительного охлаждения поддерживать температуру подложки не выше что важно при напылении на подложки из материала с низкой термостойкостью. При формировании пленок с помощью МРС вначале возникают значительные отрицательные (растягивающие) напряжения. В течение первых 10 минут напыления подложка быстро прогревается. Со временем рост температуры замедляется. Температура становится достаточной для снятия растягивающих напряжений, в течение 13-18 мин. Предварительный нагрев подложек необходим для устранения быстрого роста температуры в начальный период нанесения покрытия, для предотвращения возникновения остаточных напряжений в пленке. С этой целью подложки необходимо нагревать до температуры, равной или большей той, которая установится на них в процессе осаждения покрытия. Однако нагрев отрицательно влияет на коэффициент отражения нанесенного покрытия.

Подача отрицательного напряжения на подложку изменяет пространственное распределение потенциала вокруг магнетрона и подложки так, что ионизированные атомы аргона начинают бомбардировать поверхность растущего покрытия. С увеличением напряжения смещения коэффициент отражения уменьшается. Отрицательный потенциал смещения на подложке дает дополнительный вклад в суммарную тепловую энергию на поверхности подложки. Основные требования к металлизации - это высокая электропроводность, высокая адгезия и плотность покрытий. Исследование влияния интенсивности и продолжительности распыления мишени магнетрона на удельное сопротивление напыляемых металлических покрытий показало, что определяющим фактором является их толщина. Анализ химического состава полученных методом атомной эмиссионной спектроскопии показал отсутствие посторонних примесей. Эмиссионные спектры пленок и катода магнетрона полностью совпадают.

Используя полученные зависимости, можно изменять такие параметры нанесения покрытия как мощность разряда, время нанесения покрытия, температура предварительного нагрева подложек и величина отрицательного напряжения смещения на подложке с целью регулирования скорости напыления и оптических свойств покрытий.

В процессе выполнения работы была разработана математическая модель прикатодной области тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях с учетом зависимости коэффициента ионизации отэнергии электронов и напряженности электрического поля. Получена зависимость плотности тока на катоде от катодного падения потенциала, индукции магнитного поля, рода рабочего газа для различных давлений и температуры мишени с учетом зависимости коэффициента ионизации от энергии электронов и напряженности электрического поля.

Рассмотрим систему уравнений непрерывности для электронной и ионной компонент тока и уравнение Пуассона, учитывающее искажение электрического поля в межэлектродном пространстве в результате действия объемного заряда. Для одномерной задачи в случае, когда плоский катод помещен в начало координат (л: = 0),

(к

(О

сЬс

(2)

(3)

где и+, я,,, У+, V,., //+, д, - концентрации, дрейфовые скорости и подвижности ионов аргона и электронов соответственно; Е - напряженность электрического поля; а - первый ионизационный коэффициент Таунсенда; /? - коэффициент рекомбинации; диэлектрическая постоянная; -заряд электрона.

Ограничимся рассмотрением катодного падения потенциала как функции плотности тока.

Граничные условия, необходимые для решения системы (1) - (5), записываются в виде

(6) (7)

где - плотности ионной и электронной компонент тока, длина

катодного слоя, обобщенный коэффициент вторичной диффузии под действием ионов и фотонов.

Для распределения напряженности электрического поля примем линейную зависимость от х :

Е(х) = Е0(1-х/1к). (8)

Для прикатодного падения потенциала

и^ЕоЬ/2. (9)

Решая систему уравнений (1) - (5) с соответствующими граничными условиями и с учетом (8) и (9) получим для полного тока у:

У*

л 2

(10)

здесь А1 И А-1 - коэффициенты, зависящие от р, Т, В, у, рода рабочего газа. И условие самоподдержания разряда

Л,

ехр

\ocdx

ч»

(11)

Отсюда следует, что (10) с учетом (9) и (11) приводит к зависимости плотности тока на катоде от £4 и индукции магнитного поля. В МРС все падение напряжения V происходит в основном в прикатодной области, На основе (10) и (11) может быть построена аппроксимация В АХ разряда и определена зависимость скорости распыления от параметров разряда. Кривые аппроксимации рассчитанные в рамках данной математической модели хорошо совпадают с экспериментально полученными

данными, это указывает на то, что предлагаемая модель разряда достаточно хорошо описывает процессы, протекающие в прикатодной области.

Формирование пленок, полученных с помощью МРС при пониженном давлении, происходит при следующих характерных условиях:

1. Низкая концентрация инертного газа у поверхности подложки;

2. Наличие пространства, которое атомы, распыленные с поверхности мишени, преодолевают практически без столкновений с атомами рабочего газа;

3. В процессе роста поверхность пленки подвергается непрерывной бомбардировке электронами, движущимися со стороны мишени;

4. Температура поверхности подложки в процессе нанесения покрытия составляет 370-500 К.

В связи с этим наиболее предпочтительной моделью описания состава и строения пленок SiOx И ТЮХ, полученных с помощью магнетронных распылительных систем, является модель макроскопической смеси. Согласно модели макроскопической смеси (Random Mixture Model) пленки SiOx (TiOx) представляют собой смесь кластеров Si И S1O2 (Ti И ТЮ^), погруженных в субокисиды (ненасыщенные оксиды), состоящие из SiOvSiv.x (TiOvTiv.x), V = 1, 2, 3. Конфигурации SiOSi3) Si03Si (Ti03Ti И TiOTi3), в модели макроскопической смеси появляются из-за наличия переходного слоя между кластерами

Расчет оптических характеристик покрытий проведен на основе выбранной модели. При допущении, что частицы с диэлектрической проницаемостью е находятся в среде с диэлектрической проницаемостью имеет место следующее соотношение Гарнетта:

(ei+2eliy4(e + 2e~) (12)

Из соотношения (12) следует, что диэлектрическая постоянная смеси ес зависит от фактора заполнения и от диэлектрической проницаемости металла £ И диэлектрика Ej. Это дает возможность получать требуемую величину комплексного показателя преломления пленок ТЮХ в зависимости от степени окисления. Изменение процентного соотношения аргона и кислорода во время работы магнетрона, позволяет управлять значением комплексного показателя преломления а, следовательно, контролировать величину поглощения покрытия.

Таким образом, технология напыления пленок с помощью МРС дает возможность изготавливать покрытиями с требуемыми оптическими характеристиками.

В четвертой главе на основе проведенных экспериментальных и теоретических исследований зависимостей свойств тонкопленочных покрытий от параметров разряда МРС, представлена технология получения тонкопленочных функциональных покрытий с заданными оптическими и электрическими свойствами. Технологический процесс, который включает в себя следующие операции: вакуумная камера откачивается до высокого вакуума при помощи паромасляного и механического насосов. Подложки нагреваются с тыльной стороны при помощи нагревателей. Подается рабочий газ, зажигается разряд. После очистки поверхности мишени от окислов убирается заслонка и происходит нанесение покрытия. Слой металла наносится в среде аргона. Для нанесения оксидных слоев в качестве рабочего газа использовалась смесь аргона и кислорода. Толщина наносимого слоя оксида контролируется системой фотометрического контроля. По достижении покрытием требуемой толщины, закрывается заслонка и выключается разряд. После остывания подложек вакуумная камера разгерметизируется, напыленные подложки извлекаются. Были получены покрытия, приведенные ниже.

1 Защитное покрытие. Особенностью применения магнетрона является возможность нанесения в одном технологическом цикле металлических и оксидных покрытий. Это достигается путем изменения состава рабочего газа. При распылении материала мишени в среде аргона на поверхности подложки формируются металлические покрытия. При добавлении кислорода на поверхности подложки образуются диэлектрические слои оксидов. Получено зеркало с защитным покрытием, которое состоит из непрозрачного слоя металла и диэлектрического покрытия из двух слоев с высоким и низким показателями преломления и представляет собой систему В1,6НА1/стекло, где В - слой ТЮг с высоким показателем преломления «в = 2,5; Н - слой АЬОз с низким показателем преломления /?ц = 1,68. Оптическая толщина /гс/ верхнего слоя покрытия, равна Х^А 500 НМ — длина волны, на которой ведется контроль оптической толщины наносимых слоев). У слоя, прилегающего к металлу, оптическая толщина Ян"*/ = О"1"^) где (I — геометрическая

толщина слоя, ^агс^-2гМ{гГ\{ — п2 — к2)) - скачек фазы электрического вектора при отражении от границы диэлектрик - металл, действительная и мнимая части комплексного показателя преломления металла.

Синтезированное двухслойное защитное покрытие улучшило эксплутационные характеристики Л! зеркала: увеличило величину отражения до 95% и повысило механическую прочность. Спектральное отражение с защитным покрытием представлено на рис. 3. (кривая 2). Для сравнения на

Рис. 3. Спектральная зависимость коэффициента отражения алюминиевого зеркала Я2: 1 - без покрытия, 2-с защитным покрытием; Спектральная зависимость коэффициента пропускания

теплоотражающего покрытия Т: 3 - однослойного, 4 - двухслойного; Спектральная зависимость коэффициента отражения шестислойного неослепляющего зеркала

этом же рисунке показана спектральная характеристика отражения А1 зеркала без защитного покрытия - (кривая 1).

2 Токопроводящее покрытие. Зеркало с токопроводящим покрытием состоит из отражающего слоя нержавеющей стали и диэлектрического покрытия из двух слоев с высоким и низким показателями преломления и представляет собой систему В1,6НМ/стекло, где В — слой ТЮ2; Н - слой

- нержавеющая сталь.

Полученное подогреваемое зеркало при источнике напряжением 12 В рассеивает мощность от 2 до 30 Вт в зависимости от толщины слоя и размеров зеркала. Поверхность зеркала нагревается до 20 °С приблизительно за 3 секунды.

Спектральный коэффициент отражения в видимой области спектра 400 -700 нм составляет Я = 70 - 80%.

3 Теплоотражающее покрытие. Теплоотражающее покрытие на стекле предназначено для уменьшения пропускания инфракрасного излучения путем отражения падающего на поверхность стекла излучения с длиной волны

более 800 нм, при сохранении высокого уровня пропускания в видимой области спектрального диапазона 400 - 800 нм.

Теплоотражающее покрытие оксида олова, обеспечивая отражение инфракрасного излучения, снижает прозрачность стекла в видимой области спектра до 85% рис 3 (кривая 3). Нанесение поверх него четвертьволнового слоя оксида кремния увеличивает светопропускание теплоотражающего покрытия до величины более 95% (кривая 4).

4 Неослепляющее покрытие. Зеркало с неослепляющим покрытием состоит из непрозрачного слоя алюминия и диэлектрического покрытия из четного числа чередующихся слоев с высоким и низким показателями преломления и представляет собой систему (ВН)2В 1,6Н А 1/стекло, где В -слой ТЮз с высоким коэффициентом преломления ив = 2,5; Н - слой А1203 С низким коэффициентом преломления Оптическая толщина

каждого из слоев покрытия, за исключением слоя прилегающего к металлу, равна Толщина слоя оксида алюминия, прилегающего к отражающему слою металлического алюминия рассчитывалась с учетом скачка фазы электрического вектора при отражении от границы оксид алюминия -алюминий. Спектральная зависимость коэффициента отражения зеркала с многослойным интерференционным покрытием представлена кривой 5 на рис. 3.

Зеркало эффективно подавляет отраженный свет в области максимальной чувствительности ночного зрения человеческого глаза (Ята„ = 500 нм). Коэффициент отражения в этой области составляет ~ 8%. Селективность отражения данного зеркала фактически не уменьшает интегральную величину коэффициента отражения.

ВЫВОДЫ

1. Создана экспериментальная установка для нанесения функциональных покрытий при помощи магнетронной распылительной системы.

2. Разработана и применена система фотометрического контроля, благодаря которой достигнута высокая точность контроля толщины покрытий в процессе напыления.

3. Проведены комплексные экспериментальные исследования разряда в МРС в процессе напыления покрытий.

на катоде от катодного падения потенциала, индукции магнитного поля, рода рабочего газа для различных давлений и температуры мишени.

5. Экспериментально исследованы свойства полученных покрытий. Определены зависимости между основными параметрами магнетронного разряда и свойствами покрытий. На основе этих зависимостей установлена возможность управления процессом напыления с целью получения покрытий с заданными свойствами.

6. Разработана технология нанесения покрытий с заданными свойствами при непрерывном контроле толщины наносимых покрытий.

Разработанные технологии получения оптических покрытий внедрены в ФГУП "КНИИРЭ" (экономический эффект составил 760 000 руб) и в КГТУ (экономический эффект составил 126 000 руб).

7. Получены многослойные функциональные покрытия: защитные покрытия, предохраняющие от механических повреждений и повышающие отражение зеркальной поверхности; токопроводящие покрытия, позволяющие изготавливать автомобильные зеркала с подогревом; теплоотражающие покрытия, позволяющие изготавливать на их основе теплосберегающие окна; оптические покрытия для автомобильных зеркал, позволяющие предотвратить ослепление водителя светом фар идущего сзади автомобиля в темное время суток (получено два патента и одно свидетельство на полезную модель).

Список публикаций по теме диссертации:

1. Кашапов Н.Ф., Лучкин Г.С. Нанесение защитных покрытий магнетронным распылением. //Научная сессия. КГТУ. 5-9 февраля 2001. Казань, с. 23.

2. Кашапов И.Ф., Лучкин Г.С. Технология напыления высокоотражающих покрытий на изделия из АБС-пластика. //Труды 6-ой Международной конференции «Пленки и покрытия ' 2001». 3-5 апреля 2001, Санкт-Петербург, Россия. Издательство СПбГТУ, 2001, с. 156.

3. Галяутдинов Р.Т., Кашапов Н.Ф., Лучкин Г.С. Нанесение магнетронным методом защитных покрытий, увеличивающих отражение алюминиевых зеркал. //Оборудование и технологии термической обработки металлов в машиностроении (ОТТОМ-2) сент.10-14, 2001г. Харьков. Часть 11, с. 104-106.

4. Галяутдинов Р. Т., Кашапов Н.Ф., Лучкин ГС. Автомобильные зеркала из пластика АБС. //Труды II Международной научно-практической конференции «Автомобиль и техносфера» 1САТ8'200Г. 13-15 июня 2001 г. Казань, Татарстан, Россия, с. 93-95.

5 Кашапов НФ, Лучкин ГС Приэлектродные процессы в магнетронных распылительных устройствах //Материалы Всероссийская научная конференция по физике низкотемпературной плазмы ФНТП-2001, Петрозаводск 1 -7 июля 2001 г, с 158-162

6 Галяутдинов РТ, Кашапов НФ, Лучкин ГС Теплоотражающие стекла с высоким коэффициентом пропускания //Труды I Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата, ч IV, 16-20 июля 2002 г, Якутск, с 188-191

7 Галяутдинов РТ, Кашапов НФ, Лучкин ГС Для улучшения автомобильных зеркал //«Автомобильная промышленность», 2002, № 3, с 21-23

8 Галяутдинов Р Т, Кашапов И Ф, Лучкин ГС Технология напыления высокоотражающих покрытий на изделия из АБС-пластика //«Инженерно-физический журнал» АН Беларуси 2002 г, т 75, №5, с 170-173

9 Галяутдинов Р Т, Кашапов И Ф, Лучкин ГС Физико-механические свойства токопроводящих пленок, полученных магнетронным распылением //«Тонкие пленки и слоистые структуры» (Пленки-2002) Моек Гос Институт радиотехники, электроники и автоматики (технич университет), 26-30 ноября 2002 г

10. Галяутдинов РТ, Кашапов НФ, Лучкин ГС Теплоотражающее покрытие. //Научная сессия. КГТУ, 4-7 февраля 2003, Казань.

11. Басыров Р Ш, Кашапов Н Ф, Лучкин Г С Модель прикатодной области электрического разряда в магнетронных распылительных устройствах. //Тезисы докладов XXX Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС. Звенигород, 16-20 февраля 2003, с 202

12. Галяутдинов РТ, Кашапов НФ, Лучкин ГС Формирование защитных покрытий для алюминиевых зеркал методом магнетронного распыления. //«Сварочное производство», 2003, № 3, с 27-31

13 Басыров РШ, Кашапов НФ, Лучкин ГС Модель приэлектродных процессов в магнетронных распылительных устройствах. //«Прикладная физика», 2003, № 5, с. 37-41.

14. Галяутдинов Р Т, Кашапов НФ, Лучкин ГС Вакуумное напыление теплоотражающих покрытий //Материалы десятой юбилейной научно-технической конференции «Вакуумная наука и техника», Крым, сентябрь, 2003 г., Том 1, с. 232-236.

15 R T Galyautdinov, N F Kashapov, G S Luchkin Formatin of protective coatings for aluminium mirrors by magnetron sputtering. //«Welding International», 2003, 17, (8) 655 - 658

16. Лучкин ГС Физические основы процесса получения функциональных покрытий методом магнетронного распыления //Научная сессия по итогам 2003 г. (3-6 февраля 2004 г) Аннотации сообщений, Казань, 2004 г, КГТУ, с. 40

17. Галяутдинов РТ, Кашапов НФ, Лучкин ГС Влияние параметров разряда магнетронного распылительного устройства на свойства функциональных покрытий. //Научная сессия по итогам 2003 г. (3-6 февраля 2004 г.) Аннотации сообщений, Казань, 2004 г., КГТУ, с. 41.

18. Лучкин ГС Вакуумная установка для напыления функциональных покрытий методом магнетронного распыления //Научная сессия по итогам 2003 г. (3-6 февраля 2004 г.) Аннотации сообщений, Казань, 2004 г., КГТУ, с. 329.

19. Басыров РШ, Кашапов НФ, Лучкин ГС. Модель прикатодной области электрического разряда в магнетронных распылительных устройствах. //Тезисы докладов XXXI Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС. Звенигород, 16-20 февраля 2004, с 202.

20. Галяутдинов Р Т, Кашапов НФ, Лучкин ГС Многослойное зеркало заднего вида для транспортных средств. //Полезная модель № 2001136078/20(038634) от 28.12.2001.

21. Галяутдинов Р Т, Кашапов Н Ф, Лучкин ГС Многослойное зеркало заднего вида для транспортных средств. //Патент на изобретение № 2213362, зарегистрирован 27.10.2003 г.

22. Галяутдинов Р Т, Кашапов НФ, Лучкин ГС Зеркало с обогревом. //Решение о выдаче патента на изобретение №2003115318/28(016284), дата подачи заявки 22.05.2003.

Соискатель

Лучкин Г.С.

Заказ

Тираж №

Офсетная лаборатория Казанского государственного технологического университета 420015, г.Казань, ул. К. Маркса,68

0/.M-û/.û3

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Лучкин, Григорий Сергеевич

Введение

Глава 1 Низкотемпературная плазма и ее применение для нанесения покрытий

1.1 Методы нанесения тонкопленочных покрытий

1.2 Аномальный тлеющий разряд в скрещенных электрическом и магнитном полях в технологических процессах нанесения покрытий

1.3 Характеристики покрытий нанесенных при помощи магнетронной распылительной системы

1.4 Постановка задачи

Глава 2 Экспериментальная установка и методика исследований

2.1 Экспериментальная установка с магнетронной распылительной системой

2.2 Измерительная аппаратура, методика проведения экспериментов и оценка погрешности измерений

2.3 Система фотометрического контроля толщины покрытий

2.4 Методы исследования покрытий

Глава 3 Теоретические и экспериментальные исследования разряда в магнетронной распылительной системе в процессе нанесения покрытий

3.1 Электрические и энергетические характеристики магнетронной распылительной системы

3.2 Характеристики тонкопленочных покрытий в зависимости от параметров разряда

3.3 Математическая модель прикатодной области аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях в процессе нанесения покрытий

3.4 Синтез оптических покрытий

Глава 4 Получение тонкопленочных покрытий с помощью магнетронной распылительной системы

4.1 Защитное покрытие, увеличивающее отражение

4.2 Токопроводящее покрытие

4.3 Теплоотражающее покрытие

4.4 Неослепляющее покрытие 113 Выводы 118 Библиографический список использованной литературы

Принятые обозначения е - заряд электрона к - постоянная Больцмана

Те - температура электронного газа

Га, Т, - температуры атомов и ионов

Vf- плавающий потенциал те - масса электрона w Wj - масса иона v+ - дрейфовая скорость ионов ve - дрейфовая скорость электронов J+ - плотность ионного тока у'е - плотность тока электронов «е - концентрация электронов

Il п\- концентрация ионов п0 - плотность зарядов

- подвижность электронов JLI+ - подвижность ионов ¡3 - коэффициент рекомбинации а - коэффициент Таунсенда у - обобщенный коэффициент вторичной эмиссии сое - циклотронная частота

АБС-пластик - акрилнитробутадиенстирольный пластик

MPC - магнетронная распылительная система

Аг - давление аргона

PC - распылительная система

СФКТ - система фотометрического контроля толщины

Я - длина волны

Рост - остаточное давление г - время напыления ур - скорость распыления

Щ - коэффициент отражения на границе раздела двух сред [ и ] АП - адгезионная прочность ЭМИ - электромагнитное излучение 3 - коэффициент распыления N— число Авогадро е - относительная диэлектрическая проницаемость п(Л) = п(Л) - 1-к(А) - комплексный показатель преломления п(А), к(Л) - действительная (показатель преломления) и мнимая (показатель поглощения) части комплексного показателя преломления

7дп - адгезионная прочность, Н/м рп - плотность пленки, кг/м

Ос - остаточные напряжения, Н/м е0 - диэлектрическая постоянная

ФРЭЭ - функция распределения электронов по энергиям

Еп - модуль Юнга ип - коэффициент Пуассона а - шероховатость поверхности

А - атомная масса распыляемого материала

Qэ - энергия электрического тока, выделяемая в разряде

Qв - количество тепла уносимого охлаждающей водой св - удельная теплоемкость воды, Дж/кг-°С г( - отношение энергии идущей на нагрев к вложенной в разряд энергии, %

Введение диссертация по механике, на тему "Аномальный тлеющий разряд в скрещенных электрическом и магнитном полях в процессах нанесения оптических покрытий"

В настоящее время плазменные технологии находят широкое применение в машиностроении, радиоэлектронике и оптическом приборостроении, в том числе при нанесении покрытий на поверхности металлов, полупроводников и диэлектриков с целью придания им требуемых физических свойств.

Наиболее перспективными для процессов напыления являются разрабатываемые в последние годы плазменные методы получения покрытий. Анализ показывает, что многие вневакуумные методы осаждения имеют ограниченные возможности с точки зрения придания поверхности изделий заданных свойств. Так плазменные методы нанесения при атмосферном давлении обладая рядом существенных достоинств не позволяют получать высокоплотные покрытия, достаточно равномерные по толщине. Напыление в вакууме лишено этих недостатков, однако, малая скорость напыления и ограниченный набор пленкообразующих материалов, не всегда удовлетворяет разработчиков интерференционных конструкций. Появившиеся сравнительно недавно магнетронные распылительные системы, способные наносить как тонкопленочные, так и пленочные покрытия толщиной в несколько микрон, позволили существенно расширить область применения ионного распыления материалов в процессах нанесения покрытий.

Магнетронная распылительная система (MPC) позволяет осуществлять процесс испарения пленкообразующего материала с большой скоростью и с одновременной ионизацией и возбуждением распыленных атомов. Наличие возможности управления параметрами разряда позволяет направленно влиять на свойства получаемых покрытий. Поэтому технологии с применением магнетронной распылительной системы, являются перспективными в процессах изготовления тонкослойных оптических покрытий.

1. Создать установку для нанесения функциональных покрытий с помощью магнетронной распылительной системы;

2. Экспериментально исследовать аномальный тлеющий разряд в скрещенных электрическом и магнитном полях в процессе нанесения покрытий;

3. Разработать математическую модель прикатодной области магнетронной распылительной системы;

4. Экспериментально исследовать свойства полученных покрытий и зависимость их от параметров разряда;

5. Разработать технологии получения оптических покрытий с заданными свойствами.

Объект и методы исследования. Основным объектом исследования Ф является аномальный тлеющий разряд в скрещенных электрическом и магнитном полях, а также покрытия, полученные при его использовании.

Полученные функциональные покрытия исследовались по следующим параметрам: адгезия, остаточные напряжения, спектральные характеристики, устойчивость к климатическим и механическим воздействиям.

Научная новизна работы.

3. Впервые установлена закономерность влияния параметров аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях на характеристики получаемых покрытий;

5. Получены оптические покрытия с заданными свойствами (получены два патента и свидетельство на полезную модель).

Практическая ценность работы заключается в следующем: 1. На основе экспериментальных и теоретических исследований парамет-& ■ ров аномального тлеющего разряда в процессе нанесения покрытий разработаны технологии получения тонкопленочных покрытий с заданными свойствами;

2. Внедрены в промышленность созданные технологические процессы и специальное оборудование для нанесения покрытий с помощью MPC.

На защиту выносятся следующие научные положения и выводы:

2. Математическая модель прикатодной области разряда в магнетрон-ной распылительной системе с учетом зависимости коэффициента ионизации от энергии электронов и напряженности электрического поля;

3. Закономерности влияния параметров разряда в MPC на характеристики получаемых покрытий;

4. Технология нанесения функциональных покрытий с помощью

MPC.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 116 наименований. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 44 рисунка, 1 таблицу.

Заключение диссертации по теме "Механика жидкости, газа и плазмы"

ВЫВОДЫ

3. Проведены комплексные экспериментальные исследования разряда в MPC в процессе напыления покрытий.

4. Разработана математическая модель прикатодной области аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях с учетом зависимости коэффициента ионизации от энергии электронов и напряженности электрического поля. Получена зависимость плотности тока на катоде от катодного падения потенциала, индукции магнитного поля, рода рабочего газа для различных давлений и температуры мишени.

Разработанные технологии получения оптических покрытий внедрены в ФГУП "КНИИРЭ" (экономический эффект составил 760 ООО руб) и в КГТУ (экономический эффект составил 126 ООО руб).

Список источников диссертации и автореферата по механике, кандидата технических наук, Лучкин, Григорий Сергеевич, Казань

1. Сидоров А.И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой / А.И. Сидоров.- М.: Машиностроение, 1987. 192 с.

2. Денисенко Э.Т. Применение износостойких покрытий в машиностроении / Э.Т. Денисенко, Д.Ф. Калинович, Л.И. Кузнецова // Вестник машиностроения. 1988. - № 2. - С. 71 - 77.

3. Хасуй С. Наплавка и напыление/ С. Хасуй, О. Моригаки М.: Машиностроение, 1985.-240 с.

4. Хасуй А. Техника напыления / А. Хасуй М.: Машиностроение, 1982. -215с.

5. Спиридонов В.В. Плазменные и лазерные методы упрочнения деталей машин / В.В. Спиридонов, О.С. Кобяков, И.Л. Куприянов; Под ред. В.Н. Начина. Минск: Вышейшая школа, 1988. - 155 с.

6. Кудинов В.В. Плазменные покрытия / В.В. Кудинов М.: Наука, 1977. - 270 с.

7. Хасуй А. Техника напыления/ А. Хасуй М.: Машиностроение, 1975. -228 с.

8. Miyaki К. Улучшенная система ионно-лучевого осаждения с ионным источником на основе ВЧ-распыления. / К. Miyaki // Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Res. B. 1997. - 121, № 1 - 4. - P. 102 - 106.

9. Попов В.Ф. Процессы и установки электронно-ионной технологии / В.Ф. Попов, Ю.Н. Горин. Учеб. Пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 1988. -255 с.

10. Патент № 93057406 / 02 Россия, С 23,1996.

11. Патент № 483867 Япония, С 23, 1992.

12. Lin J.H. / J.H. Lin, L.J. Chen // Appl. Phys. 1955. - 77, № 9, P. 4425 -4430.

13. Бессараба В.И. Оптические свойства тонких пленок сложных гексаборидов / В.И. Бессараба, Е.М. Дудина и др. // Киев: Порошковая металлургия. 1995, № 1 - 2. - С.102 - 105.

14. Патент № 5421890 США С 23,1995.

15. Movchan В.А. ЭЛИ осаждение из пара в производстве турбин защитных слоев на лопатки. / В.А. Movchan, J. Miner// Metals and Mater. Soc. J. Metals. 1996.-48, № 1,-P. 40-45.

16. Патент № 466662 Япония С 23, С 14/30, 1992. Устройство для вакуумного осаждения слоев.

17. Патент № 466659 Япония С 23, С 14/06,16/34,1992.

18. Greer J.А. Перспективы развития метода импульсного лазерного осаждения на большие поверхности. / J.A. Greer, M.D. Tabat // Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Res. B. 1997. - 121, № 1 - 4, - P. 357 - 362.

19. Xiao R.F. Выращивание тонких пленок методом импульсного лазерного осаждения с использованием жидкой мишени/ R.F. Xiao // J. Вас. Sci and Technics A. 1997. - 15, № 4, - P. 2207 - 2213.

20. Aisenherg S. Phisics of ion Plating and ion Btfm Deposition / S. Aisenherg, R. W. Chabot // J. Vac. Sci. Technol. 1973. - № 1. - P. 104 - 107.

21. Cutting tool as good as gold // Metalworking Production.-1983. № 7. P. 4547.

22. Davy F. G. R-F Bias Evaporation (ion Plating) of Non-Metal Thin Films. / F. G. Davy, 1.1. Hahak // J. Vac. Sci. Technol. 1974. № 1. P. 43 - 47.

23. Stowell W. R. Ion Plated Titanium Carbide Coatings / W. R. Stowell // Thin. Solid. Films. -1974, № 1. P. 111 120.

24. Данилин Б.С. Применение низкотемпературной плазмы для нанесения тонких пленок / Б.С. Данилин. М.: Энергоатомиздат, 1989 - С. 328.

25. Данилин Б.С. Вакуумная техника в производстве микросхем / Б.С. Данилин. М.: Энергия, 1972.

26. Патент № 421772 Япония С 23, С 14/32, 1992. / Установка для нанесения тонких пленок.

27. Патент № JP2004107774 Method and apparatures for improving sidewall caverage during sputtering in a chamber having an inductively coupled plasma, // Takano Masahide; Naono, C23C14/34; C23C14/08,2004-04-08.

28. Лунев И.В. Особенности формирования тонких пленок оксида А1 высокочастотным магнетронным методом. / И.В. Лунев, В.Г. Падалка // Физика и химия материалов 1996. - № 3. - С. 78 - 83.

29. Miyaki К. Улучшенная система ионно-лучевого осаждения с ионным источником на основе ВЧ-распыления. / К. Miyaki // Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Res. B. 1997. - 121, № 1 - 4. - P. 102 - 106.

30. Poirot С. Характеристики тонких пленок алюмината лантана, полученные ВЧ-распылением. / С. Poirot // Science and Technology Thin Films Superconducters 1990. - P. 389 - 394.

31. Данилин Б.С. Высокочастотное ионное распыление/ Б.С. Данилин, В.И. Логунов // Зарубежная электронная техника. 1971. Вып. 3. - С. 3 - 24.

32. Лабунов В.А. Многопучковые ионные источники для систем ионного травления/ В.А. Лабунов, Н.И. Данилович, В.В. Громов // Зарубежная электронная техника. 1982. Вып. 5(251). - С. 82 - 120.

33. Лабунов В.А. Ионно-лучевые источники для обработки поверхности твердых тел и получения тонких пленок/ В.А. Лабунов, Г. Рейсе // Зарубежная электронная техника. 1982. Вып. 1(247). - С. 3 - 42.

34. Данилин Б.С. Магнетронные системы ионного распыления/ Б.С. Данилин, В.Е. Минайчев, В.К. Сырчин // Электронная промышленность. 1976.-Вып. 5 С. 42-46.

35. Данилин Б.С. Магнетронные распылительные системы/ Б.С. Данилин, В.К. Сырчин // Приборы и техника эксперимента. 1978. №4. - С. 7 - 18.

36. Данилин Б.С. Магнетронные распылительные системы/ Б.С. Данилин // Зарубежная радиоэлектроника. 1978. №4. - С. 87-105.

37. Данилин Б.С. Магнетронное распыление универсальный метод получения тонкопленочных структур/ Данилин Б.С. // Электронная техника. Сер. 6. 1983. - Вып. 6. (179). - С. 65-73.

38. Данилин Б.С. Нанесение тонких пленок в производстве интегральных микросхем (современное состояние и перспектива)/ Б.С. Данилин // Электроника (Итоги науки и техники). М.: ВИНИТИ, 1984. Т. 16/ - С. 145179.

39. Райзер Ю.П. Основы современной физики газоразрядных процессов/ Ю.П. Райзер М.: Наука. 1980.

40. Минайчев В.Е., Магнетронные распылительные устройства (магратроны)/ В.Е. Минайчев, В.В. Одиноков, Г.П. Тюфаева // М.: Электроника, 1979. 56 с.

41. Бабарицкий А.И. Исследование стационарного разряда в скрещенных электрических и магнитных полях/ А.И. Бабарицкий, A.A. Иванов, В.В. Северный // Физика плазмы, 1977 Т. 3. -№4. - С. 894-899.

42. Thronton J.A. Thin film processes / J.A. Thronton, A.S. Penfold N.Y.: Academic, 1978. - 263 p.

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

44. Данилин Б.С. Вакуумно-технические проблемы изготовления сверхбольших интегральных схем/ Б.С. Данилин // Электроника (Итоги науки и техники). М.: ВИНИТИ. 1986. Т. 18. - С. 133-183.

45. Данилин Б.С. Вакуумно-технические проблемы ионного, ионно-химического и плазмохимического травления микроструктур/ Б.С. Данилин,

46. B.Ю. Киреев // Обзоры по электронной технике. Сер. З.М.: ЦНИИ «Электроника», 1984. Вып. 5 (1050).

47. Лабунов В.А. Вакуумные системы откачки агрессивных газов в технологии микроэлектроники/ В.А. Лабунов, Г.И. Мельянц, В.И. Гранько,

48. C.С. Сухоруков // Зарубежная электронная техника. 1987. №6 (313). - С. 354.

49. Данилин Б.С. О рациональном использовании откачных средств для установок ионного распыления и травления материалов/ Б.С. Данилин, В.Е. Минайчев // Электронная техника. Сер. 3. 1973. Вып. 3. - С. 90-97.

50. Андрушко А.Ф. Экспериментальное исследование пленок алюминия, осажденных в магнетронной системе ионного распыления/ А.Ф. Андрушко,и

51. Б.С. Данилин, В.Е. Мнайчев и др. // Электронная техника. 1978. Вып. 3 (75). - С. 93-96.

52. Лихтман А.Е. Распылительные магнетронные источники для действующего вакуумно-напылительного оборудования/ А.Е. Лихтман, Л.А. Сейдман // Электронная промышленность. 1980. Вып. 5(89). - С. 55-56.

53. Лабунов В.А. Современные магнетронные распылительные устройства/ В.А. Лабунов, Н.И. Данилович, А.С Укусов., В.Е. Минайчев // Зарубежная электронная техника. 1982. Вып. 10. - С. 3-62.

54. Патент № US6730196 Auxiliary electromagnets in a magnetron sputter reactor Wang Weid (US); Gopalraja EC: C23C14/04D; C23C14/16B; 2004-0504.

55. Корчагина M.H. Математическое моделирование рабочих характеристик магнетронных систем ионного распыления/ М.Н. Корчагина, Н.В. Савенков, Б.В. Корчагин // Электронная техника. Сер. 1. 1986. Вып. 1 (385). - С. 62-63.

56. Magnetron sputter system 900. Проспект фирмы Materials Research GmbH, США. 1977.

57. S-gun thin film source. VAC 2436, 475 Section 14. Проспект фирмы Varian Vacuum Division, CULA. 1975.

58. Abe К. Planar magnetron sputtering cathode with deposition rate distribution controllability/ K. Abe, T. Kabagashi, T. Kamel e.a.// Thin Solid Films. 1982. -Vol. 96,-N. 2.-P. 225-233.

59. Majevic V.l. Hollow cathode magnetron discharge/ V.l. Majevic // Phys. Lett. 1982. Vol. A92, - N. 9. - P. 39-40.

60. Андрушко А.Ф. Экспериментальное исследование пленок алюминия, осажденных в магнетронной системе ионного распыления/ А.Ф. Андрушко, Б .С. Данилин, В.Е. Минайчев и др. // Электронная техника. Сер. 1. 1978. -Вып. 3. (75). С. 93-96.

61. Данилин Б.С. Исследование равномерности нанесения тонкопленочных слоев в магнетронных системах ионного распыления материалов/ Б.С. Данилин, В.К. Сырчин, П.А. Тимофеев // Физика и химия обработки материалов. 1979. №3. - С. 108-112.

62. Минайчев В.Е. О нагреве подложек в планарных магнетронных распылительных системах/ В.Е. Минайчев, В.В. Одиноков, М.В. Какурин // Электронная техника. Сер. 3. 1980. Вып. 6. (90). - С. 79-81.

63. Майселл JI. Технология тонких пленок: Справочник. Т. 1. / под ред. Л. Майселла, Р. Гленга. М.: Сов. Радио. - 664 с.

64. Кудинов В.В. Нанесение покрытий плазмой/ В.В. Кудинов, П.Ю. Пекшев, В.Е. Белащенко и др. М.: Наука. 1990. - 408 с.

65. Минайчев В.Е. Магнетронное распыление магнитных материалов/ В.Е. Минайчев, В.В. Одиноков, Д.Д. Спиваков, Г.П. Тюфаева// Обзоры по электронной технике. Сер. 7. М.: ЦНИИ "Электроника", 1985. Вып. 14 (1138).

66. Данилин Б.С. Исследование магнетронной системы ионного распыления материалов/ Б.С. Данилин, В.К. Неволин, В.К. Сырчин // Физика и химия обработки материалов. 1978. Вып. 2. - С. 33-39.

67. Палатник Л.С. Механизм образования субструктуры конденсированных пленок/ Л.С. Палатник, М.Я. Фукс, В.М. Косевач М.: Наука, 1972. - 50 с.

68. Кадек В.И. /, А.Х. Лусис, Ю.Н. Соколов, Н.К. Лепинь // Изв. АН ЛатвССР, сер. хим., №5. 1975. С. 442-450.

69. Майселл Л. Технология тонких пленок: Справочник. Т. 2. / под ред. Л. Майселла, Р. Гленга. М.: Сов. Радио. - 768 с.

70. Рейтлингер С. А. Проницаемость полимерных материалов/ С. А. Рейтлингер М.: Химия. 1974. - 220 с.

71. Корюкин A.B. / A.B. Корюкин, А .Я. Королев, С.А. Рейтлингер // Физ.-хим. мех. мат. 1973. №6. - С. 53-55.

72. Липин Ю.В., Вакуумная металлизация полимерных материалов/ Ю.В. Липин, Рогачев, Харитонов .

73. Липин Ю.В. Защитно-декоративные вакуумные покрытия: Обзорная информация/ Т.М. Андронова, В.К. Гриките, Ю.В. Липин// Рига: ЛатвССР, сер. физ. и техн. наук. 1977. №1. - С. 64-72.

74. Корюкин A.B. Металлополимерные покрытия полимеров/ A.B. Корюкин М.: Химия. 1983. - 240 с.

75. Лучкин Г.С. Вакуумная установка для напыления функциональных покрытий методом магнетронного распыления/ Г.С. Лучкин // Научная сессия по итогам 2003 г. (3-6 февраля 2004 г.) Казань, 2004, КГТУ, - 329 с.

76. Брагин В. Е./ В. Е. Брагин, А. Н. Быканов, О. Н. Гусев и др.- М.ВАНТ, Сер. ядерная техника и технология, 1989. Вып. 1.-С. 16 - 18.

77. Зайдель А.Н. Погрешности измерений физических величин/ А.Н. Зайдель Л.: Наука, 1985 - 112 с.

78. Гисин М.А./ М.А. Гисин, Г.П. Конюхов, Е.А. Несмелов // Опт. и спектр.-1964. Т. 16. -Вып.1. - С. 151-152.

79. Абелес Ф. Оптические свойства металлических пленок/ Ф. Абелес В кн.: Физика тонких пленок. - М.: Мир, 1973. - Т. 6. - С. 171 - 227.

80. Зимон А.Д. Адгезия пленок и покрытий/ А.Д. Зимон М.: Химия, 1983. -352 с.

81. Несмелой Е.А. Измерение энергии адгезии тонких пленок/ Е.А. Несмелое, A.C. Никитин, А.Г. Гусев, О.Н. Иванов //ОМП.- 1982.- №10.- С. 34 -37.

82. Иванов Б.Н. Прибор для определения адгезии оптических покрытий методом царапин/ Иванов Б.Н. и др. //ОМП.- 1988.- №2.

83. Муранова Г.А. Исследование микропористости тонких пленок и ее влияние на оптические характеристики одиночных слоев и многослойных систем/ Г.А. Муранова Автореф. дис. канд. тех. наук. - JL, 1975. - 22 с.

84. Leger M. Intrinsic and thermal stress modeling for thin-film multilayers/ Leger M., Bastien R.S.//US Dep. Commer., Nat. Bur. Stand. Spec. Publ. 1977, -№509.-P. 230 - 243.

85. Галяутдинов P.T. Формирование защитных покрытий для алюминиевых зеркал методом магнетронного распыления/ Р.Т. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов, Г.С. Лучкин // «Сварочное производство», 2003, № 3. - С. 27 -31.

86. Francis F. Industrial applications of low temperatures plasma physics/ F. Francis - Phis. Plasmas vol. 2, - №.6. - June 1995. - P. 2164-2175.

87. Зиганшин P.P. О прикатодной области тлеющего разряда/ P.P. Зиганшин, З.Х. Исрафилов, Н.Ф. Кашапов // Физика газового разряда. Межвузовский сборник научных трудов. Казань. 1993. - С. 13-20.

88. Грановский B.JI. Электрический ток в газе/ B.JI. Грановский М.: Гостехиздат. 1952. 432 с.

89. Басыров Р.Ш. К теории аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях/ Р.Ш. Басыров, P.P. Зиганшин // Вакуумная техника и технология. 1997. Т. 7, - №3. - С. 38 - 40.

90. Ульянов К.Н. Теория нормального тлеющего разряда при средних давлениях/ К.Н. Ульянов // Теплофизика высоких температур. 1972. Т. 10. -№5.-С. 931 -938.

91. Басыров Р.Ш., Кашапов Н.Ф., Лучкин Г.С. Модель приэлектродных процессов в магнетронных распылительных устройствах. "Прикладная физика", 2003, № 5, с. 37-41.

92. Басыров Р.Ш., Кашапов Н.Ф., Лучкин Г.С. Модель прикатодной области электрического разряда в магнетронных распылительных устройствах. Тезисы докладов XXXI Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС. Звенигород, 16-20 февраля 2004, с 202.

93. Гриценко В.А. Строение и электронная структура аморфных диэлектриков в кремниевых МПД структурах. Новосибирск: ВО "Наука". 1993.-280 с.

94. Мейксин З.Г. Несплошные и керментные пленки. В кн.: Физика тонких пленок.-М.: Мир, 1978, т.8, с. 106-179.

95. Золотарев В.М., Морозов В.Н., Смирнова Е.В. Оптические постоянные природных и технических сред. Справочник Л.: Химия, 1984 - 216 с.

96. Бернинг П.Х. Теория и методы расчета оптических свойств тонких пленок. В кн.: Физика тонких пленок. М.: Мир, 1967, т.1, с.91-151.

97. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973. - 720 с.

98. Кард П.Г. Анализ и синтез многослойных интерференционных пленок. Таллин: Валгус, 1971. - 236 с.

99. Кашапов Н.Ф., Лучкин Г.С. Нанесение защитных покрытий магнетронным распылением. Научная сессия. КГТУ. 5-9 февраля 2001. Казань, с. 23.

100. Галяутдинов Р.Т., Кашапов Н.Ф., Лучкин Г.С. Формирование защитных покрытий для алюминиевых зеркал методом магнетронного распыления. "Сварочное производство", 2003, № 3, с. 27-31.

101. R.T. Galyautdinov, N.F. Kashapov, G.S. Luchkin. Formatin of protective coatings for aluminium mirrors by magnetron sputtering. Welding International, 2003, 17, (8) 655-658.

102. Патент EP0689962 (JP) Vehicle mirror/ Komatsu Torn// 1996-01-03.

103. Патент EP0160198 Electrically heatable reflection element /Wank Joachim dipl-ing; Weber Hans-Leo dipl-ing, Waldenrath Werner dipl-ing// 1985-11-06.

104. Патент GB2303465 GB2303465 Mirror electrically heated through its reflective layer/ Branson Eric Arthur, Gray Teresa Mary// 1997-02-19.

105. Патент US5938957 (США) A planar heating device for a mirror/ Okano Yoshitaka (JP), Sakai Nobuhiro (JP), Tanahashi Kazuyuki (JP)// 1999-08-17.

106. Галяутдинов Р.Т., Кашапов Н.Ф., Лучкин Г.С. Токопроводящие покрытия для спецткани, предназначенные для защиты от электромагнитного излучения. Научная сессия. КГТУ, 4-7 февраля 2003, Казань.

107. Галяутдинов Р.Т., Кашапов Н.Ф., Лучкин Г.С. Зеркало с обогревом. Решение о выдаче патента на изобретение. №2003115318/28(016284), дата подачи заявки 22.05.2003.

108. Галяутдинов P.T., Кашапов Н.Ф., Лучкин Г.С. Теплоотражающее покрытие. Научная сессия. КГТУ, 4-7 февраля 2003, Казань.

109. Галяутдинов Р.Т., Кашапов Н.Ф., Лучкин Г.С. Вакуумное напыление теплоотражающих покрытий. Материалы десятой юбилейной научно-технической конференции "Вакуумная наука и техника", Крым, сентябрь, 2003 г., Том 1, с. 232-236.

110. Галяутдинов Р.Т., Кашапов Н.Ф., Лучкин Г.С. Для улучшения автомобильных зеркал. Автомобильная промышленность, 2002, № 3, с. 21-23.

111. Галяутдинов Р.Т., Кашапов Н.Ф., Лучкин Г.С. Многослойное зеркало заднего вида для транспортных средств. Полезная модель № 2001136078/20(038634) от 28.12.2001.

112. Галяутдинов Р.Т., Кашапов Н.Ф., Лучкин Г.С. Многослойное зеркало заднего вида для транспортных средств. Патент на изобретение № 2213362, зарегистрирован 27.10.2003 г.

113. Фейнман Р. Фейнмановские лекции по физике/ Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сендс. М.: «Мир», 1976. - 496 с.