ลักษณะเฉพาะของการเคลือบด้วยการสปัตเตอร์แบบแมกเนตรอน
(3) การสปัตเตอร์พลังงานต่ำ เนื่องจากแรงดันแคโทดที่ใช้กับเป้าหมายต่ำ พลาสมาจึงถูกยึดไว้ด้วยสนามแม่เหล็กในพื้นที่ใกล้แคโทด จึงยับยั้งอนุภาคประจุพลังงานสูงไม่ให้พุ่งเข้าใส่ด้านข้างของพื้นผิว ดังนั้น ระดับความเสียหายต่อพื้นผิว เช่น อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ที่เกิดจากการพุ่งชนของอนุภาคประจุ จึงต่ำกว่าที่เกิดจากวิธีการสปัตเตอร์แบบอื่น
(4) อุณหภูมิพื้นผิวต่ำ อัตราการสปัตเตอร์แบบแมกเนตรอนสูง เนื่องจากบริเวณภายในสนามแม่เหล็กของเป้าหมายแคโทด นั่นคือ บริเวณการปล่อยประจุของเป้าหมายภายในพื้นที่เฉพาะที่เล็ก ๆ นั้นมีความเข้มข้นของอิเล็กตรอนสูง ในขณะที่บริเวณภายนอกสนามแม่เหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณที่ห่างจากสนามแม่เหล็กของพื้นผิวใกล้เคียง ความเข้มข้นของอิเล็กตรอนจะต่ำกว่ามากเนื่องจากการกระจายตัว และอาจต่ำกว่าการสปัตเตอร์แบบไดโพลด้วยซ้ำ (เนื่องจากความแตกต่างของความดันก๊าซทำงานทั้งสองแบบอยู่ในระดับหนึ่ง) ดังนั้น ภายใต้สภาวะการสปัตเตอร์แบบแมกเนตรอน ความเข้มข้นของอิเล็กตรอนที่พุ่งชนพื้นผิวของวัสดุรองรับจึงต่ำกว่ามากเมื่อเทียบกับการสปัตเตอร์แบบไดโอดทั่วไป และหลีกเลี่ยงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิพื้นผิวมากเกินไปเนื่องจากการลดจำนวนอิเล็กตรอนที่ตกกระทบพื้นผิว นอกจากนี้ ในวิธีการสปัตเตอริงแบบแมกเนตรอน ขั้วบวกของอุปกรณ์สปัตเตอริงแบบแมกเนตรอนสามารถวางไว้ใกล้กับขั้วลบได้ และตัวยึดชิ้นงานก็สามารถไม่ต่อลงดินและอยู่ในสภาวะศักย์แขวนลอยได้ เพื่อป้องกันไม่ให้อิเล็กตรอนไหลผ่านตัวยึดชิ้นงานที่ต่อลงดินและไหลออกไปทางขั้วบวก ซึ่งจะทำให้อิเล็กตรอนพลังงานสูงที่พุ่งชนชิ้นงานที่เคลือบนั้นลดลง ลดการเพิ่มขึ้นของความร้อนในชิ้นงานที่เกิดจากอิเล็กตรอน และลดทอนการพุ่งชนของอิเล็กตรอนทุติยภูมิที่ก่อให้เกิดความร้อนในชิ้นงานได้อย่างมาก
(5) การกัดเซาะเป้าหมายที่ไม่สม่ำเสมอ ในเป้าหมายการสปัตเตอร์แบบแมกเนตรอนแบบดั้งเดิม การใช้สนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอจะทำให้พลาสมาเกิดการรวมตัวกันในบริเวณเฉพาะที่ ซึ่งจะทำให้เป้าหมายมีอัตราการกัดเซาะแบบสปัตเตอร์สูงในบริเวณเฉพาะที่ ส่งผลให้เป้าหมายเกิดการกัดเซาะที่ไม่สม่ำเสมออย่างมาก โดยทั่วไปอัตราการใช้ประโยชน์ของเป้าหมายจะอยู่ที่ประมาณ 30% เพื่อปรับปรุงอัตราการใช้ประโยชน์ของวัสดุเป้าหมาย สามารถใช้มาตรการปรับปรุงต่างๆ ได้ เช่น การปรับปรุงรูปร่างและการกระจายของสนามแม่เหล็กของเป้าหมาย เพื่อให้แม่เหล็กในแคโทดของเป้าหมายเคลื่อนที่ภายใน เป็นต้น
ความยากลำบากในการสปัตเตอร์เป้าหมายวัสดุแม่เหล็ก หากเป้าหมายการสปัตเตอร์ทำจากวัสดุที่มีค่าการซึมผ่านของแม่เหล็กสูง เส้นแรงแม่เหล็กจะผ่านเข้าไปภายในเป้าหมายโดยตรง ทำให้เกิดปรากฏการณ์ลัดวงจรแม่เหล็ก ส่งผลให้การปล่อยประจุแมกเนตรอนเป็นไปได้ยาก เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กในช่องว่าง นักวิจัยได้ทำการศึกษาต่างๆ มากมาย เช่น การทำให้สนามแม่เหล็กภายในวัสดุเป้าหมายอิ่มตัว การเว้นช่องว่างจำนวนมากในเป้าหมายเพื่อส่งเสริมการรั่วไหลของสนามแม่เหล็กมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิของเป้าหมายเพิ่มขึ้น หรือการลดค่าการซึมผ่านของแม่เหล็กของวัสดุเป้าหมาย
–บทความนี้เผยแพร่โดยผู้ผลิตเครื่องเคลือบสุญญากาศกว่างตงเจิ้นหัว
วันที่โพสต์: 1 ธันวาคม 2023