Magnetronsputteren omvat voornamelijk ontladingsplasmatransport, etsen van doelwitten, dunnefilmdepositie en andere processen. Het magnetische veld in het magnetronsputterenproces heeft hier invloed op. In het magnetronsputterensysteem, inclusief een orthogonaal magnetisch veld, zijn de elektronen onderhevig aan de Lorentzkracht en maken ze een spiraalvormige baan. Ze moeten een constante botsing ondergaan om geleidelijk naar de anode te bewegen. Door de botsing bereikt een deel van de elektronen de anode pas na een geringe energie, waardoor de bombardementswarmte op het substraat ook niet groot is. Bovendien is het magnetische effect van het elektron op het doeloppervlak in het gebied binnen de ontladingsbaan, in het doeloppervlak, zeer klein en is de elektronenconcentratie zeer hoog. In het gebied buiten het substraatoppervlak, met name ver van het magnetische veld nabij het oppervlak, is de elektronenconcentratie, vanwege de dispersie, veel lager en relatief gelijkmatig verdeeld, en zelfs lager dan onder dipoolsputteren (vanwege het drukverschil tussen de twee werkgassen van een orde van grootte). De lage dichtheid van elektronen die het oppervlak van het substraat bombarderen, waardoor het bombardement op het substraat, veroorzaakt door de lagere temperatuurstijging, wat het belangrijkste mechanisme is van magnetronsputtering, laag is. Bovendien, als er alleen een elektrisch veld is, bereiken de elektronen de anode na een zeer korte afstand en is de kans op een botsing met het werkgas slechts 63,8%. En als het magnetische veld wordt toegevoegd, bewegen de elektronen zich naar de anode om een spiraalvormige beweging te maken, het magnetische veld begrenst en verlengt de baan van de elektronen, wat de kans op een botsing tussen elektronen en werkgassen aanzienlijk verbetert, wat het optreden van ionisatie aanzienlijk bevordert, ionisatie en vervolgens opnieuw geproduceerde elektronen nemen ook deel aan het botsingsproces, de kans op een botsing kan met enkele ordes van grootte worden verhoogd, het effectieve gebruik van de energie van de elektronen, en dus bij de vorming van hoge dichtheid. De plasmadichtheid neemt toe tijdens de anomale glimontlading van het plasma. De snelheid waarmee atomen uit het doel worden gesputterd, neemt ook toe. Sputteren van het doel, veroorzaakt door het bombarderen van het doel met positieve ionen, is effectiever. Dit verklaart de hoge snelheid van magnetronsputtering. Bovendien kan de aanwezigheid van een magnetisch veld ervoor zorgen dat het sputtersysteem bij een lagere luchtdruk werkt. Een lage luchtdruk kan ionen in het omhulselgebied genereren om botsingen te verminderen. Een relatief hoge kinetische energiebombardement op het doel vermindert de kans op botsingen met gesputterde doelatomen en neutrale gasbotsingen. Dit voorkomt dat de doelatomen naar de wand van het apparaat worden verstrooid of teruggekaatst naar het oppervlak van het doel. Dit verbetert de snelheid en kwaliteit van de dunnefilmdepositie.
Het magnetische veld van het doelwit kan de baan van elektronen effectief beperken, wat op zijn beurt invloed heeft op de plasma-eigenschappen en het etsen van ionen op het doelwit.
Trace: Verhoog de uniformiteit van het magnetische veld van het doelobject. Dit kan de uniformiteit van het etsen van het doeloppervlak verbeteren, waardoor het materiaal beter wordt benut. Een redelijke verdeling van het elektromagnetisch veld kan ook de stabiliteit van het sputterproces effectief verbeteren. Daarom zijn de grootte en de verdeling van het magnetische veld van groot belang voor magnetronsputtertargets.
–Dit artikel is gepubliceerd doorfabrikant van vacuümcoatingmachinesGuangdong Zhenhua
Plaatsingstijd: 14-12-2023