Eigenschaften der Magnetron-Sputter-Beschichtung
(3) Niederenergie-Sputtern. Aufgrund der niedrigen Kathodenspannung am Target wird das Plasma durch das Magnetfeld im Raum nahe der Kathode gebunden, wodurch hochenergetische geladene Teilchen vom Substrat ferngehalten werden. Daher ist der durch den Beschuss geladener Teilchen verursachte Schaden an Substraten, wie z. B. Halbleiterbauelementen, geringer als bei anderen Sputterverfahren.
(4) Niedrige Substrattemperatur. Die Sputterrate beim Magnetronsputtern ist hoch, da die Elektronenkonzentration im Bereich des Kathodentargets, d. h. in einem kleinen, lokalisierten Bereich der Target-Entladungsbahn, hoch ist. Im Bereich außerhalb des magnetischen Effekts, insbesondere in der Nähe der Substratoberfläche, ist die Elektronenkonzentration aufgrund der Dispersion deutlich geringer und kann sogar niedriger sein als beim Dipolsputtern (aufgrund des um eine Größenordnung unterschiedlichen Drucks der beiden Arbeitsgase). Daher ist unter Magnetronsputtern die Konzentration der Elektronen, die die Substratoberfläche bombardieren, deutlich geringer als beim herkömmlichen Diodensputtern, und ein übermäßiger Anstieg der Substrattemperatur wird durch die geringere Anzahl der auf das Substrat treffenden Elektronen vermieden. Darüber hinaus kann sich beim Magnetron-Sputter-Verfahren die Anode der Magnetron-Sputter-Vorrichtung in der Nähe der Kathode befinden und der Substrathalter kann ebenfalls ungeerdet und auf Schwebepotential sein, sodass die Elektronen nicht durch den geerdeten Substrathalter hindurchtreten und durch die Anode abfließen können. Dadurch wird der Beschuss des plattierten Substrats mit hochenergetischen Elektronen verringert, was die durch die Elektronen verursachte Erhöhung der Substratwärme reduziert und der zur Wärmeerzeugung führende Sekundärelektronenbeschuss des Substrats stark abgeschwächt.
(5) Ungleichmäßiges Ätzen des Targets. Bei herkömmlichen Magnetron-Sputtertargets erzeugt die Verwendung eines ungleichmäßigen Magnetfelds einen lokalen Konvergenzeffekt des Plasmas, wodurch die lokale Ätzrate des Targets erhöht wird. Dies führt zu einer deutlich ungleichmäßigen Ätzung. Die Ausnutzung des Targets liegt in der Regel bei etwa 30 %. Um die Ausnutzung des Targetmaterials zu verbessern, können verschiedene Optimierungsmaßnahmen ergriffen werden, beispielsweise die Form und Verteilung des Targetmagnetfelds zu verbessern, um die Bewegung des Magneten in der Targetkathode zu verbessern usw.
Schwierigkeiten beim Sputtern magnetischer Materialtargets. Besteht das Sputtertarget aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität, verlaufen die magnetischen Kraftlinien direkt durch das Targetinnere, was zu einem magnetischen Kurzschluss führt und die Magnetronentladung erschwert. Um ein raumfüllendes Magnetfeld zu erzeugen, wurden verschiedene Studien durchgeführt, beispielsweise um das Magnetfeld im Targetmaterial zu sättigen, viele Lücken im Target zu lassen, um die Entstehung von mehr magnetischem Leckstrom und damit steigender Targettemperatur zu fördern, oder um die magnetische Permeabilität des Targetmaterials zu verringern.
–Dieser Artikel wurde veröffentlicht vonHersteller von VakuumbeschichtungsanlagenGuangdong Zhenhua
Veröffentlichungszeit: 01.12.2023