Kenmerken van magnetron sputtercoating
(3) Sputteren met lage energie. Door de lage kathodespanning die op het doelwit wordt aangelegd, wordt het plasma gebonden door het magnetische veld in de ruimte nabij de kathode, waardoor de hoogenergetische geladen deeltjes worden tegengehouden en niet naar de zijkant van het substraat worden geschoten. Daarom is de mate van schade aan het substraat, zoals halfgeleidercomponenten, veroorzaakt door bombardement met geladen deeltjes lager dan die veroorzaakt door andere sputtermethoden.
(4) Lage substraattemperatuur. Bij magnetron sputteren is de sputteringssnelheid hoog, omdat de kathodetarget zich in het magnetische veld bevindt, dat wil zeggen dat de elektronenconcentratie in het ontladingsgebied van de target binnen een klein gelokaliseerd gebied hoog is. Buiten dit magnetische veld, met name ver van het substraatoppervlak, is de elektronenconcentratie door de dispersie veel lager, en mogelijk zelfs lager dan bij dipool sputteren (vanwege het verschil in gasdruk tussen de twee methoden, dat een orde van grootte bedraagt). Daarom is de concentratie van elektronen die het substraat bombarderen onder magnetron sputteromstandigheden veel lager dan bij gewoon diode sputteren, en wordt een overmatige temperatuurstijging van het substraat vermeden doordat het aantal elektronen dat op het substraat invalt, afneemt. Bovendien kan bij de magnetron sputtermethode de anode van het magnetron sputterapparaat zich in de buurt van de kathode bevinden, en kan de substraathouder ongeaard en in een zwevende potentiaal worden geplaatst. Hierdoor kunnen elektronen niet door de geaarde substraathouder heen gaan, maar via de anode wegstromen, waardoor de bombardering van het geplateerde substraat door hoogenergetische elektronen wordt verminderd. Dit beperkt de door de elektronen veroorzaakte warmteontwikkeling in het substraat en vermindert de secundaire elektronenbombardementen die warmteontwikkeling veroorzaken aanzienlijk.
(5) Ongelijkmatige etsing van het doelwit. Bij traditionele magnetron sputteren wordt een ongelijkmatig magnetisch veld gebruikt, waardoor het plasma een lokaal convergentie-effect produceert. Dit zorgt ervoor dat de sputteretssnelheid op die lokale posities hoog is, met als gevolg een aanzienlijk ongelijkmatige etsing van het doelwit. De benuttingsgraad van het doelwit bedraagt over het algemeen ongeveer 30%. Om de benuttingsgraad van het doelwitmateriaal te verbeteren, kunnen diverse verbeteringsmaatregelen worden genomen, zoals het verbeteren van de vorm en de verdeling van het magnetische veld van het doelwit, het optimaliseren van de interne beweging van de magneet in de kathode van het doelwit, enzovoort.
Het sputteren van magnetische materialen voor targets is een probleem. Als het sputtertarget is gemaakt van een materiaal met een hoge magnetische permeabiliteit, zullen de magnetische veldlijnen rechtstreeks door het inwendige van het target lopen, wat een magnetische kortsluiting veroorzaakt en de magnetronontlading bemoeilijkt. Om een magnetisch veld in de ruimte te genereren, zijn diverse onderzoeken uitgevoerd. Zo is bijvoorbeeld geprobeerd het magnetische veld in het targetmateriaal te verzadigen, veel openingen in het target te creëren om de lekstroom te bevorderen en de temperatuur van het target te verhogen, of de magnetische permeabiliteit van het targetmateriaal te verlagen.
–Dit artikel is gepubliceerd doorfabrikant van vacuümcoatingmachinesGuangdong Zhenhua
Geplaatst op: 1 december 2023