บทบาทของสนามแม่เหล็กในการสปัตเตอร์แมกนีตรอน

การสปัตเตอร์แมกนีตรอนประกอบด้วยการขนส่งพลาสมาแบบปล่อยประจุ การกัดเป้าหมาย การสะสมฟิล์มบาง และกระบวนการอื่นๆ โดยสนามแม่เหล็กในกระบวนการสปัตเตอร์แมกนีตรอนจะมีผลกระทบ ในระบบสปัตเตอร์แมกนีตรอนบวกกับสนามแม่เหล็กตั้งฉาก อิเล็กตรอนจะอยู่ภายใต้บทบาทของแรงลอเรนซ์และเคลื่อนที่เป็นเกลียว ต้องเกิดการชนกันอย่างต่อเนื่องเพื่อเคลื่อนตัวไปที่ขั้วบวกอย่างค่อยเป็นค่อยไป เนื่องจากการชนกันทำให้ส่วนหนึ่งของอิเล็กตรอนไปถึงขั้วบวกได้เมื่อพลังงานมีขนาดเล็ก ความร้อนจากการทิ้งระเบิดบนพื้นผิวก็ไม่มากเช่นกัน นอกจากนี้ เนื่องจากข้อจำกัดของอิเล็กตรอนโดยสนามแม่เหล็กเป้าหมาย ในบริเวณพื้นผิวเป้าหมายของผลแม่เหล็กที่อยู่ภายในรันเวย์ปล่อยประจุ ความเข้มข้นของอิเล็กตรอนในพื้นที่เล็กๆ นี้จะสูงมาก และในบริเวณภายนอกพื้นผิวของพื้นผิว โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อยู่ห่างจากสนามแม่เหล็กใกล้พื้นผิว ความเข้มข้นของอิเล็กตรอนเนื่องจากการกระจายตัวที่ต่ำกว่ามากและค่อนข้างสม่ำเสมอ และต่ำกว่าเงื่อนไขการสปัตเตอร์ไดโพล (เนื่องจากความแตกต่างของความดันก๊าซทำงานสองชนิดในปริมาณมาก) ความหนาแน่นต่ำของอิเล็กตรอนที่โจมตีพื้นผิวของสารตั้งต้นทำให้การจู่โจมของสารตั้งต้นที่เกิดจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่ต่ำลงซึ่งเป็นกลไกหลักของการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของสารตั้งต้นโดยการสปัตเตอร์แมกนีตรอนนั้นต่ำ นอกจากนี้หากมีเพียงสนามไฟฟ้าอิเล็กตรอนจะไปถึงขั้วบวกหลังจากระยะทางสั้นมากและความน่าจะเป็นของการชนกับก๊าซทำงานมีเพียง 63.8% และเพิ่มสนามแม่เหล็กอิเล็กตรอนในกระบวนการเคลื่อนที่ไปยังขั้วบวกเพื่อเคลื่อนที่เป็นเกลียวสนามแม่เหล็กจะผูกมัดและขยายเส้นทางของอิเล็กตรอนปรับปรุงความน่าจะเป็นของการชนกันของอิเล็กตรอนและก๊าซทำงานอย่างมากซึ่งส่งเสริมการเกิดไอออนไนเซชันอย่างมากไอออนไนเซชันและการผลิตอิเล็กตรอนอีกครั้งยังเข้าร่วมกระบวนการของการชนกันความน่าจะเป็นของการชนกันสามารถเพิ่มขึ้นได้หลายลำดับความสำคัญการใช้พลังงานของอิเล็กตรอนอย่างมีประสิทธิภาพและดังนั้นในการก่อตัวของความหนาแน่นสูง ความหนาแน่นของพลาสมาจะเพิ่มขึ้นในการคายประจุแสงที่ผิดปกติของพลาสม่า อัตราการพ่นอะตอมออกจากเป้าหมายยังเพิ่มขึ้นและการพ่นเป้าหมายที่เกิดจากการทิ้งระเบิดเป้าหมายด้วยไอออนบวกมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งเป็นสาเหตุของอัตราการสะสมของแมกนีตรอนพ่นสูง นอกจากนี้ การมีสนามแม่เหล็กสามารถทำให้ระบบพ่นทำงานที่ความดันอากาศต่ำได้ โดยความดันอากาศต่ำ 1 สามารถทำให้ไอออนในบริเวณชั้นปลอกหุ้มเกิดการชนกัน การทิ้งระเบิดเป้าหมายด้วยพลังงานจลน์ที่ค่อนข้างมาก และในหนึ่งวันสามารถลดการพ่นอะตอมเป้าหมายและการชนกันของก๊าซที่เป็นกลางได้ เพื่อป้องกันไม่ให้อะตอมเป้าหมายกระจัดกระจายไปที่ผนังของอุปกรณ์หรือเด้งกลับไปที่พื้นผิวเป้าหมาย เพื่อปรับปรุงอัตราและคุณภาพของการสะสมฟิล์มบาง

สนามแม่เหล็กเป้าหมายสามารถจำกัดวิถีของอิเล็กตรอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะส่งผลต่อคุณสมบัติของพลาสมาและการกัดของไอออนบนเป้าหมาย

ร่องรอย: การเพิ่มความสม่ำเสมอของสนามแม่เหล็กเป้าหมายสามารถเพิ่มความสม่ำเสมอของการกัดพื้นผิวเป้าหมายได้ จึงปรับปรุงการใช้ประโยชน์ของวัสดุเป้าหมาย การกระจายสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เหมาะสมยังสามารถปรับปรุงเสถียรภาพของกระบวนการสปัตเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น สำหรับเป้าหมายสปัตเตอร์แมกนีตรอน ขนาดและการกระจายของสนามแม่เหล็กจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

–บทความนี้เผยแพร่โดยผู้ผลิตเครื่องเคลือบสูญญากาศกว่างตงเจิ้นหัว