Магнетронното разпрашване включва главно пренос на плазма чрез разряд, ецване на мишена, отлагане на тънки филми и други процеси, като магнитното поле оказва влияние върху процеса на магнетронно разпрашване. В системата с магнетронно разпрашване и ортогонално магнитно поле, електроните са подложени на действието на силата на Лоренц и се движат по спирална траектория. Те трябва да претърпяват постоянен сблъсък, за да се придвижат постепенно към анода. Поради малката енергия на сблъсъка, част от електроните достигат анода след като достигне до него, а топлината, отделяна от бомбардировката върху субстрата, също не е голяма. Освен това, поради ограниченията на електроните от магнитното поле на мишената, в областта на магнитния ефект на мишената, която се намира в разрядната писта, този локален малък диапазон на електронна концентрация е много висок. В областта на магнитния ефект извън повърхността на субстрата, особено далеч от магнитното поле близо до повърхността, електронната концентрация е много по-ниска и разпределението е относително равномерно, дори по-ниска от диполните условия на разпрашване (поради разликата в налягането на двата работни газа от порядък). Ниската плътност на електроните, бомбардиращи повърхността на субстрата, води до ниско повишаване на температурата в бомбардирането на субстрата, което е основният механизъм за повишаване на температурата на субстрата чрез магнетронно разпрашване. Освен това, ако има само електрическо поле, електроните достигат анода след много кратко разстояние и вероятността от сблъсък с работния газ е само 63,8%. Ако се добави магнитно поле, електроните в процеса на движение към анода започват да се движат спирално, магнитното поле свързва и удължава траекторията на електроните, което значително подобрява вероятността от сблъсък на електрони с работния газ. Това значително насърчава йонизацията. Когато йонизацията и образуването на електрони се включат в процеса на сблъсък, вероятността от сблъсък може да се увеличи с няколко порядъка. Това води до ефективно използване на енергията на електроните и по този начин до образуване на плазма с висока плътност. Плътността на плазмата се увеличава при аномален тлеещ разряд. Скоростта на разпрашване на атоми от мишената също се увеличава, а разпрашването на мишената, причинено от бомбардирането ѝ с положителни йони, е по-ефективно, което е причината за високата скорост на магнетронно разпрашване. Освен това, наличието на магнитно поле може да накара системата за разпрашване да работи при по-ниско налягане на въздуха. Ниското налягане на въздуха може да доведе до образуването на йони в областта на обвивния слой, което намалява сблъсъка. Бомбардирането на мишената с относително голяма кинетична енергия и намаляване на сблъсъка между разпрашените атоми на мишената и неутралния газ, предотвратявайки разпръскването на атомите на мишената по стената на устройството или отскачането им обратно към повърхността на мишената, което подобрява скоростта и качеството на отлагането на тънък филм.
Магнитното поле на мишената може ефективно да ограничи траекторията на електроните, което от своя страна влияе върху свойствата на плазмата и ецването на йони върху мишената.
Следа: увеличаването на еднородността на магнитното поле на мишената може да увеличи еднородността на ецването на повърхността на мишената, като по този начин подобри използването на материала на мишената; разумното разпределение на електромагнитното поле също може ефективно да подобри стабилността на процеса на разпрашване. Следователно, за мишената за магнетронно разпрашване, размерът и разпределението на магнитното поле са изключително важни.
–Тази статия е публикувана отпроизводител на машини за вакуумно покритиеГуандун Джънхуа
Време на публикуване: 14 декември 2023 г.