मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग में मुख्य रूप से डिस्चार्ज प्लाज्मा परिवहन, लक्ष्य नक़्क़ाशी, पतली फिल्म निक्षेपण और अन्य प्रक्रियाएं शामिल हैं, और चुंबकीय क्षेत्र मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग प्रक्रिया को प्रभावित करता है। मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग प्रणाली में, जहां लंबवत चुंबकीय क्षेत्र भी मौजूद होता है, इलेक्ट्रॉन लोरेंत्ज़ बल के प्रभाव में सर्पिल पथ पर गति करते हैं और एनोड की ओर धीरे-धीरे बढ़ने के लिए लगातार टकराव से गुजरते हैं। टकराव के कारण, एनोड तक पहुंचने वाले कुछ इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा कम होती है, और सब्सट्रेट पर बमबारी की ऊष्मा भी अधिक नहीं होती है। इसके अलावा, लक्ष्य के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा इलेक्ट्रॉनों पर लगाए गए प्रतिबंधों के कारण, डिस्चार्ज रनवे के भीतर स्थित लक्ष्य सतह के चुंबकीय प्रभाव वाले क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन सांद्रता बहुत अधिक होती है, जबकि सब्सट्रेट सतह के बाहर के चुंबकीय प्रभाव वाले क्षेत्र में, विशेष रूप से सतह के पास चुंबकीय क्षेत्र से दूर, इलेक्ट्रॉन सांद्रता फैलाव के कारण काफी कम और अपेक्षाकृत समान वितरण वाली होती है, और यह द्विध्रुवीय स्पटरिंग स्थितियों की तुलना में भी कम होती है (क्योंकि दोनों कार्यशील गैसों के दबाव में लगभग एक परिमाण का अंतर होता है)। सब्सट्रेट की सतह पर टकराने वाले इलेक्ट्रॉनों का घनत्व कम होता है, जिसके कारण सब्सट्रेट पर होने वाली टक्कर से तापमान में कम वृद्धि होती है। यही मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग में सब्सट्रेट के तापमान में कम वृद्धि का मुख्य कारण है। इसके अलावा, यदि केवल विद्युत क्षेत्र मौजूद हो, तो इलेक्ट्रॉन बहुत कम दूरी तय करने के बाद एनोड तक पहुँच जाते हैं, और कार्यशील गैस से टकराने की संभावना केवल 63.8% होती है। चुंबकीय क्षेत्र के जुड़ने से, एनोड की ओर बढ़ते हुए इलेक्ट्रॉन सर्पिल गति करते हैं। चुंबकीय क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों के पथ को बांधकर विस्तारित करता है, जिससे इलेक्ट्रॉनों और कार्यशील गैसों के टकराने की संभावना बहुत बढ़ जाती है। इससे आयनीकरण की प्रक्रिया में तेजी आती है, और फिर से उत्पन्न इलेक्ट्रॉन भी टक्कर की प्रक्रिया में शामिल हो जाते हैं। इस प्रकार, टक्कर की संभावना कई गुना बढ़ जाती है, जिससे इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा का प्रभावी उपयोग होता है, और इस प्रकार उच्च घनत्व वाले प्लाज्मा का निर्माण होता है। प्लाज्मा के असामान्य चमक निर्वहन में प्लाज्मा का घनत्व बढ़ जाता है। लक्ष्य से परमाणुओं के स्पटरिंग की दर भी बढ़ जाती है, और धनात्मक आयनों द्वारा लक्ष्य पर बमबारी के कारण होने वाली स्पटरिंग अधिक प्रभावी होती है, यही कारण है कि मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग निक्षेपण की दर उच्च होती है। इसके अतिरिक्त, चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति स्पटरिंग प्रणाली को कम वायु दाब पर संचालित करने में सक्षम बनाती है। कम वायु दाब से आवरण परत क्षेत्र में आयनों की टक्कर कम हो जाती है, जिससे अपेक्षाकृत अधिक गतिज ऊर्जा के साथ लक्ष्य पर बमबारी होती है। स्पटर किए गए लक्ष्य परमाणुओं और उदासीन गैसों के बीच टक्कर कम हो जाती है, जिससे लक्ष्य परमाणु उपकरण की दीवार पर बिखरने या लक्ष्य की सतह पर वापस उछलने से बचते हैं, और इस प्रकार पतली फिल्म निक्षेपण की दर और गुणवत्ता में सुधार होता है।
लक्ष्य का चुंबकीय क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों के प्रक्षेप पथ को प्रभावी ढंग से सीमित कर सकता है, जो बदले में प्लाज्मा के गुणों और लक्ष्य पर आयनों के क्षरण को प्रभावित करता है।
निष्कर्ष: लक्ष्य चुंबकीय क्षेत्र की एकरूपता बढ़ाने से लक्ष्य सतह की नक्काशी की एकरूपता बढ़ सकती है, जिससे लक्ष्य सामग्री का बेहतर उपयोग हो सकता है; उचित विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र वितरण से स्पटरिंग प्रक्रिया की स्थिरता में भी प्रभावी रूप से सुधार हो सकता है। इसलिए, मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग लक्ष्य के लिए, चुंबकीय क्षेत्र का आकार और वितरण अत्यंत महत्वपूर्ण है।
–यह लेख द्वारा प्रकाशित किया गया हैवैक्यूम कोटिंग मशीन निर्मातागुआंग्डोंग झेंहुआ
पोस्ट करने का समय: 14 दिसंबर 2023