La pulverización catódica por magnetrón incluye principalmente el transporte de plasma de descarga, el grabado del objetivo, la deposición de películas delgadas y otros procesos, y el campo magnético influye en el proceso. En el sistema de pulverización catódica por magnetrón con campo magnético ortogonal, los electrones están sujetos a la fuerza de Lorentz y realizan un movimiento en espiral, deben sufrir colisiones constantes para moverse gradualmente hacia el ánodo. Debido a que la energía de la parte de los electrones que llegan al ánodo después de la colisión es pequeña, el calor de bombardeo sobre el sustrato tampoco es grande. Además, debido a las restricciones del campo magnético del objetivo sobre los electrones, en la superficie del objetivo, en la región de efecto magnético dentro de la zona de descarga, la concentración de electrones en este pequeño rango local es muy alta, y en la región de efecto magnético fuera de la superficie del sustrato, especialmente lejos del campo magnético cercano a la superficie, la concentración de electrones debido a la dispersión es mucho menor y la distribución relativamente uniforme, incluso menor que en las condiciones de pulverización dipolar (debido a la diferencia de presión de los dos gases de trabajo de un orden de magnitud). La baja densidad de electrones que bombardean la superficie del sustrato, de modo que el bombardeo del sustrato causado por el bombardeo del sustrato es menor, que es el mecanismo principal del aumento de temperatura del sustrato de la pulverización catódica por magnetrón es bajo. Además, si solo hay un campo eléctrico, los electrones llegan al ánodo después de una distancia muy corta, y la probabilidad de colisión con el gas de trabajo es solo del 63,8%. Y agregando el campo magnético, los electrones en el proceso de movimiento hacia el ánodo hacen un movimiento espiral, el campo magnético ata y extiende la trayectoria de los electrones, mejorando en gran medida la probabilidad de colisión de electrones y gases de trabajo, lo que promueve en gran medida la ocurrencia de ionización, ionización y luego nuevamente produce electrones también se unen al proceso de colisión, la probabilidad de colisión puede aumentar en varios órdenes de magnitud, el uso efectivo de la energía de los electrones, y en la formación de alta densidad La densidad de plasma aumenta en la descarga luminiscente anómala del plasma. También aumenta la tasa de pulverización de átomos del objetivo, y la pulverización del objetivo causada por el bombardeo de iones positivos es más efectiva, lo que explica la alta tasa de deposición por pulverización magnetrónica. Además, la presencia del campo magnético también permite que el sistema de pulverización funcione a menor presión de aire. Una baja presión de aire reduce la colisión de iones en la región de la capa de vaina, lo que provoca el bombardeo del objetivo con una energía cinética relativamente alta y disminuye la colisión entre los átomos del objetivo pulverizados y el gas neutro, evitando que los átomos del objetivo se dispersen hacia la pared del dispositivo o reboten hacia la superficie del objetivo, mejorando así la tasa y la calidad de la deposición de la película delgada.
El campo magnético objetivo puede restringir eficazmente la trayectoria de los electrones, lo que a su vez afecta a las propiedades del plasma y al grabado de iones en el objetivo.
Conclusión: Aumentar la uniformidad del campo magnético del objetivo incrementa la uniformidad del grabado de la superficie del objetivo, mejorando así el aprovechamiento del material. Una distribución adecuada del campo electromagnético también mejora la estabilidad del proceso de pulverización catódica. Por lo tanto, para el objetivo de pulverización catódica por magnetrón, el tamaño y la distribución del campo magnético son de suma importancia.
–Este artículo es publicado porfabricante de máquinas de recubrimiento al vacíoGuangdong Zhenhua
Fecha de publicación: 14 de diciembre de 2023