Magnetronsputtering omfatter primært udladningsplasmatransport, målætsning, tyndfilmsaflejring og andre processer, hvor magnetfeltet på magnetronsputteringsprocessen vil have en indflydelse. I magnetronsputteringsystemet plus et ortogonalt magnetfelt er elektronerne underlagt Lorentz-kraften og udfører spiralformede banebevægelser. De skal undergå konstant kollision for gradvist at bevæge sig mod anoden. På grund af kollisionen, hvor en del af elektronerne når anoden, er energien lille, og varmen fra bombardementet på substratet er heller ikke stor. Derudover er den magnetiske effekt på måloverfladen i området inden for udladningsbanen i dette lokale lille område af elektronkoncentrationen meget høj. I området uden for substratoverfladen, især væk fra magnetfeltet nær overfladen, er elektronkoncentrationen på grund af spredningen meget lavere og relativt ensartet, og endda lavere end under dipolsputteringsbetingelser (på grund af trykforskellen mellem de to arbejdsgasser på en størrelsesorden). Den lave elektrontæthed, der bombarderer substratets overflade, forårsager lav temperaturstigning i bombardementet af substratet, hvilket er den primære mekanisme for temperaturstigningen i magnetronsputtering af substratet. Derudover, hvis der kun er et elektrisk felt, når elektronerne anoden efter en meget kort afstand, og sandsynligheden for kollision med arbejdsgassen er kun 63,8%. Og tilføjet magnetfeltet, hvor elektronerne bevæger sig til anoden og udfører en spiralformet bevægelse, binder magnetfeltet og forlænger elektronernes bane, hvilket forbedrer sandsynligheden for kollision mellem elektroner og arbejdsgassen betydeligt. Dette fremmer ionisering, og ioniseringen og de elektroner, der igen produceres, deltager i kollisionsprocessen. Sandsynligheden for kollision kan øges med flere størrelsesordener, hvilket øger elektronernes energi effektivt og dermed dannelsen af højdensitetsplasma. Plasmatætheden øges, hvilket skaber en unormal glødeudladning i plasmaet. Hastigheden for udsputtering af atomer fra målet øges også, og målsputtering forårsaget af bombardement af målet med positive ioner er mere effektiv, hvilket er årsagen til den høje hastighed af magnetronsputteraflejring. Derudover kan tilstedeværelsen af magnetfeltet også få sputteringssystemet til at fungere ved lavere lufttryk. Lavt lufttryk på 1 kan danne ioner i kappelagets område for at reducere kollisionen, bombardement af målet med en relativt stor kinetisk energi og dermed reducere antallet af sputterede målatomer og neutral gaskollisioner for at forhindre målatomerne i at blive spredt til enhedens væg eller kastet tilbage til måloverfladen, hvilket forbedrer hastigheden og kvaliteten af tyndfilmaflejringen.
Målets magnetfelt kan effektivt begrænse elektronernes bane, hvilket igen påvirker plasmaets egenskaber og ionernes ætsning på målet.
Sporing: Forøgelse af ensartetheden af målets magnetfelt kan øge ensartetheden af måloverfladens ætsning og dermed forbedre udnyttelsen af målmaterialet; en rimelig fordeling af det elektromagnetiske felt kan også effektivt forbedre stabiliteten af sputteringsprocessen. Derfor er størrelsen og fordelingen af magnetfeltet ekstremt vigtig for magnetronsputtering af mål.
– Denne artikel er udgivet afproducent af vakuumbelægningsmaskinerGuangdong Zhenhua
Opslagstidspunkt: 14. dec. 2023