Magnetronisputterointi sisältää pääasiassa purkausplasman kuljetuksen, kohteen etsauksen, ohutkalvopinnoituksen ja muita prosesseja, joissa magneettikentällä on vaikutusta magnetronin sputterointiprosessiin. Magnetronisputterointijärjestelmässä, jossa elektronit ovat ortogonaalisen magneettikentän alaisia, ne liikkuvat spiraalimaisesti ja niiden on jatkuvasti törmättävä siirtyäkseen vähitellen anodille. Törmäyksen vuoksi osa elektroneista saavuttaa anodin energian ollessa pieni, eikä substraatin pommituksen aiheuttama lämpö ole suuri. Lisäksi elektronien ja kohteen magneettikentän rajoitusten vuoksi kohdepinnalla purkausradan sisällä olevan alueen magneettinen vaikutus on erittäin suuri paikallisesti pienellä elektronipitoisuuden alueella. Substraatin pinnan ulkopuolisella magneettisella vaikutuksella, erityisesti pinnan lähellä olevan magneettikentän ulkopuolella, elektronipitoisuus on hajautumisen vuoksi paljon pienempi ja suhteellisen tasainen, jopa pienempi kuin dipolisputterointiolosuhteissa (kahden työkaasun paine-ero on suuruusluokkaa). Substraatin pintaa pommittavien elektronien tiheys on alhainen, joten substraatin pommituksen aiheuttaa pienempi lämpötilan nousu, mikä on magnetronisputteroinnin pääasiallinen mekanismi substraatin lämpötilan nousussa. Lisäksi, jos on vain sähkökenttä, elektronit saavuttavat anodin hyvin lyhyellä matkalla, ja törmäyksen todennäköisyys työkaasun kanssa on vain 63,8%. Ja magneettikentän lisääminen, elektronit liikkuvat anodille spiraalimaisesti, magneettikenttä sitoo ne ja laajentaa elektronien lentorataa, mikä parantaa huomattavasti elektronien ja työkaasujen törmäyksen todennäköisyyttä, mikä edistää merkittävästi ionisaation esiintymistä. Ionisaatio ja sitten taas elektronien liittyminen törmäysprosessiin lisäävät törmäyksen todennäköisyyttä useilla kertaluokilla, mikä tehostaa elektronien energian käyttöä ja siten suuren tiheyden plasman tiheys kasvaa poikkeavan hohtopurkauksen myötä. Myös atomien sputterointinopeus kohteesta kasvaa, ja positiivisten ionien pommituksen aiheuttama kohteen sputterointi on tehokkaampaa, mikä on syynä magnetronisputterointilaskeuman korkeaan nopeuteen. Lisäksi magneettikentän läsnäolo voi saada sputterointijärjestelmän toimimaan alhaisemmassa ilmanpaineessa. Alhainen ilmanpaine 1 voi tuottaa ioneja vaippakerroksen alueelle, mikä vähentää törmäystä. Kohteen pommittaminen suhteellisen suurella kineettisellä energialla voi vähentää sputteroitujen kohdeatomien ja neutraalin kaasun törmäystä, mikä estää kohdeatomien siroamisen laitteen seinämään tai palautumisen takaisin kohteen pinnalle. Tämä parantaa ohutkalvolaskeuman nopeutta ja laatua.
Kohteen magneettikenttä voi tehokkaasti rajoittaa elektronien lentorataa, mikä puolestaan vaikuttaa plasman ominaisuuksiin ja ionien syövytykseen kohteessa.
Jäljitys: Kohteen magneettikentän tasaisuuden lisääminen voi lisätä kohdepinnan syövytyksen tasaisuutta, mikä parantaa kohdemateriaalin käyttöä; kohtuullinen sähkömagneettisen kentän jakautuminen voi myös tehokkaasti parantaa sputterointiprosessin vakautta. Siksi magnetronisputterointikohteessa magneettikentän koko ja jakautuminen ovat erittäin tärkeitä.
–Tämä artikkeli on julkaistutyhjiöpinnoituskoneiden valmistajaGuangdong Zhenhua
Julkaisun aika: 14.12.2023