Характеристики магнетронного напыления. Глава 2.

Характеристики покрытия, полученного методом магнетронного распыления.

(3) Низкоэнергетическое распыление. Из-за низкого напряжения катода, приложенного к мишени, плазма удерживается магнитным полем в пространстве вблизи катода, тем самым подавляя высокоэнергетические заряженные частицы в сторону подложки, подвергающуюся воздействию. Поэтому степень повреждения подложки, например, полупроводниковых устройств, вызванная бомбардировкой заряженными частицами, ниже, чем при использовании других методов распыления.

(4) Низкая температура подложки. Скорость магнетронного распыления высока, поскольку концентрация электронов в катодной мишени в магнитном поле внутри области, то есть в зоне разряда мишени в небольшой локализованной области, высока, тогда как вне этой области, особенно вдали от магнитного поля вблизи поверхности подложки, концентрация электронов из-за дисперсии значительно ниже и может быть даже ниже, чем при дипольном распылении (из-за разницы между двумя рабочими газами на порядок). Поэтому в условиях магнетронного распыления концентрация электронов, бомбардирующих поверхность подложки, значительно ниже, чем при обычном диодном распылении, и предотвращается чрезмерное повышение температуры подложки за счет уменьшения количества электронов, падающих на подложку. Кроме того, при магнетронном распылении анод магнетронного распылительного устройства может располагаться вблизи катода, а держатель подложки может быть незаземленным и находиться в состоянии подвешенного потенциала, так что электроны не проходят через заземленный держатель подложки и не утекают через анод, тем самым уменьшая бомбардировку подложки высокоэнергетическими электронами, снижая увеличение нагрева подложки, вызванное электронами, и значительно ослабляя вторичную бомбардировку подложки электронами, приводящую к выделению тепла.

(5) Неравномерное травление мишени. В традиционном магнетронном распылении мишени используется неравномерное магнитное поле, из-за чего плазма создает эффект локальной конвергенции, что приводит к высокой скорости травления мишени в определенных местах и, как следствие, к значительному неравномерному травлению. Коэффициент использования мишени обычно составляет около 30%. Для повышения коэффициента использования материала мишени можно предпринять различные меры, такие как улучшение формы и распределения магнитного поля мишени, чтобы обеспечить внутреннее движение магнита внутри катода мишени и т. д.

Трудности при распылении магнитных материалов в качестве мишеней. Если мишень для распыления изготовлена ​​из материала с высокой магнитной проницаемостью, магнитные силовые линии будут проходить непосредственно через внутреннюю часть мишени, вызывая явление магнитного короткого замыкания, что затрудняет магнетронный разряд. Для создания пространственного магнитного поля проводились различные исследования, например, насыщение магнитного поля внутри материала мишени с образованием множества зазоров для усиления утечки магнитного поля и повышения температуры мишени, или снижение магнитной проницаемости материала мишени.

– Данная статья опубликованапроизводитель вакуумных напыляемых машинГуандун Чжэньхуа