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O fluxo líquido dos átomos da pulverização de Cu do cátodo consiste em duas contribuições, uma devido à injeção da energia dos átomos e a outra, devido ao transporte por difusão dos átomos de Cu termalisados atrás do cátodo oco cilíndrico de cobre com r = 0.5 cm fechado de um lado. Na Fig. 2.16, o fluxo de pulverização (injetado), o fluxo da difusão e o fluxo da pulverização do átomo de Cu no cátodo foram plotados para uma pressão de 0.3 Torr e uma corrente de 9 mA.

No fundo do cátodo, (Fig. 2.16a), o fluxo injetado é muito baixo na borda e aumenta para o centro onde fica quase constante. O fluxo, devido à difusão da parte da coluna dos átomos de Cu termalizado de pulverização máximo confinado no centro, diminui muito rapidamente com a distância radial. O fluxo de difusão sempre é dirigido para o cátodo (i.e., coluna de difusão), como a densidade de átomos termalizados diminui nessa direção, como é esperada por causa da energia relativamente alta (entre 5 eV e 15 eV) (R. V. STUART et al, 1964) dos átomos da pulverização do cátodo. Em cima da superfície do fundo interno, o fluxo da coluna de difusão predomina em cima do fluxo lançado. Isso resulta em um fluxo líquido de átomos que re-depositam ao fundo de cátodo ( Cu

net

Jz de rede é negativo).

As paredes laterais de cátodo (Fig. 2.16b), o fluxo do átomo de Cu injetado é muito baixo no “canto do cátodo” (z = 0), alcançando um máximo aproximadamente em 0.7 cm do fundo do cátodo e diminui para o ânodo.

Nota-se que um fluxo negativo indica fluxo agora longe da superfície do cátodo, isto é, oposta a direção axial (pulverização do fundo de cátodo). O fluxo da difusão da parte da

coluna só predomina comparado ao fluxo lançado à região perto do fundo e na parte superior aberto do cátodo, onde só o fluxo de difusão está presente. Neste local, a pulverização líquida das paredes laterais do cátodo ( Cu

net

Jz de rede é negativo), perto do lado aberto especialmente próximo ao fundo do cátodo, onde há re-deposição significativa ( Cu

net

Jz de rede é grandemente positivo).

Figura. 2.16: Calcularam lançado ( Cu sput J ), parte de trás-difusão ( Cu diff J ) e rede pulverizada ( Cu net J ) átomo de Cu axial (a) e radial (b) fluxos ao cátodo assentam e paredes laterais,

respectivamente, a 0.3 Torr e 9 mA. FONTE: Neyda Baguer tese de doutorado Pg. 163.

Figura. 2.17: Perfil de profundidade calculado nas paredes laterais de cátodo depois da pulverização durante 5 horas (a), comparou a distribuição de campo elétrico nas paredes laterais (b), a 0.3 Torr e a quatro correntes. FONTE: Neyda Baguer tese de doutorado Pg. 164.

Este comportamento de espaço do fluxo de pulverização é comum para todas as descargas estudadas ao longo do fundo e paredes laterais, o perfil dos fluxos do átomo de Cu não é uniforme. No fundo do cátodo, há um fluxo líquido de re-deposição em vez de pulverização. As paredes laterais do cátodo, e vários fluxos são maiores perto do lado fechado

a) _b)

do cátodo oco. Isso é uma conseqüência direta do campo elétrico axial e radial forte aqui, considerando que no resto do CDS (colisão e ionização de partículas pesadas) que pertence às paredes laterais do cátodo, só o componente radial do campo elétrico é forte.

Na comparação das Figs. 2.17a e 2.17b é que realmente podemos ver que o perfil da profundidade do cátodo (Fig. 2.17a), devido à rede do fluxo da pulverização as paredes laterais do cátodo reflete a distribuição do espaço da força de campo elétrico nas paredes laterais do cátodo. Um fraco campo radial elétrico corresponde a uma quantia grande de re- deposição por causa do pequeno fluxo bombardeando.

Figura. 2.18: Efeito da pulverização no cátodo de Cu-Ar em HCD a 1 Torr e a 200 mA depois de 15 horas de pulverização (P. J. SLEVIN et al, 1975).

Nossos calculados do átomo de Cu com o perfil da profundidade é consistente com observações experimentais de cátodos ocos que foram cortados longitudinalmente. A primeira erosão deixada pela pulverização é observada na metade do catodo aberta pela HCD, i.e., a erosão pode ser vista mais perto do fundo do catodo. No fundo do catodo é possível observar um aumento na espessura comparada com a espessura anterior, isto se deve ao fato do fulo do

átomo de pulverização das paredes laterais ter sido re-depositado, como pode ser visto na Fig. 2.18.

Integrado em cima da superfície inteira do cátodo (i.e., fundo da parede lateral), o fluxo da pulverização de Cu corresponde à, aproximadamente, 20 % do fluxo total injetado a 0.3 Torr, devido à quantia grande da re-deposição. A rede do fluxo de pulverização da parede lateral do cátodo representa 23 % do fluxo total injetado. Isto significa que certa fração dos átomos injetados da parede lateral é re-depositada no fundo do cátodo. Essa relação de cerca de 20% foi constante em todos os valores da descarga de corrente. Realmente, com corrente decrescente (a pressão constante) há uma diminuição do fluxo do átomo de Cu (veja Figs. 2.17a e 2.19), porque uma baixa descarga de voltagem (a pressão constante) implica em mais baixos fluxos de partícula e, conseqüentemente, uma diminuição na distribuição do fluxo de energia. A relação da rede do fluxo de pulverização com o fluxo injetado quase fica constante.

Figura. 2.19: Rede calculada do fluxo da pulverização do átomo de Cu, integrado em cima da superfície completa do cátodo, como uma função, de corrente elétrica com quatro pressões

diferentes. FONTE: Neyda Baguer tese de doutorado Pg. 166.

Com pressão crescente, a corrente mantida constante e a diminuição na rede de injetado no fluxo dos átomos de Cu (veja Fig. 2.19), mais a relação da rede do fluxo de pulverização com o fluxo total injetado sobe ligeiramente. Por exemplo, a 1 Torr, a rede do fluxo de pulverização representa aproximadamente 26 % do fluxo injetado, enquanto a 0.3

Torr foi encontrado aproximadamente 20 %. Isto pode ser explicado da seguinte forma: quando a pressão aumentar a corrente constante, é preciso uma baixa voltagem para sustentar a descarga, enquanto uma troca da distribuição de energia de fluxo para uma energia mais baixa leva a menor pulverização, mas ao mesmo tempo, devido ao aumento na pressão, uma baixa difusão, conseqüentemente, a parte da coluna da difusão está ligeiramente reduzida.