Магнетронне розпилення в основному включає транспортування плазми розряду, травлення мішені, осадження тонких плівок та інші процеси, на які впливає магнітне поле. У системі магнетронного розпилення з ортогональним магнітним полем електрони піддаються дії сили Лоренца та рухаються по спіральній траєкторії, постійно зіштовхуючись, щоб поступово рухатися до анода. Через зіткнення частина електронів досягає анода з малою енергією, а теплота бомбардування підкладки також невелика. Крім того, через обмеження електронів магнітним полем мішені, область магнітного впливу на поверхні мішені, що знаходиться в межах розрядної смуги, має дуже високий локальний невеликий діапазон концентрації електронів, а в області магнітного впливу поза поверхнею підкладки, особливо подалі від магнітного поля поблизу поверхні, концентрація електронів через дисперсію значно нижча та розподіляється відносно рівномірно, навіть нижча, ніж при дипольному розпиленні (через різницю тиску двох робочих газів на порядок). Низька щільність електронів, що бомбардують поверхню підкладки, призводить до низького підвищення температури підкладки внаслідок бомбардування, що є основним механізмом підвищення температури підкладки при магнетронному розпиленні. Крім того, якщо є лише електричне поле, електрони досягають анода на дуже короткій відстані, а ймовірність зіткнення з робочим газом становить лише 63,8%. Якщо додати магнітне поле, електрони в процесі руху до анода починають рухатися по спіралі, магнітне поле зв'язує та подовжує траєкторію електронів, що значно підвищує ймовірність зіткнення електронів з робочим газом, що значно сприяє виникненню іонізації. Якщо до процесу зіткнення приєднаються іонізація та утворення електронів, ймовірність зіткнення може бути збільшена на кілька порядків, що ефективно використовує енергію електронів і, таким чином, утворює плазму високої щільності. Щільність плазми збільшується в аномальному тліючому розряді. Швидкість розпилення атомів з мішені також збільшується, а розпилення мішені, спричинене бомбардуванням мішені позитивними іонами, є більш ефективним, що є причиною високої швидкості магнетронного розпилення. Крім того, наявність магнітного поля також може призвести до роботи системи розпилення при нижчому тиску повітря, низький тиск повітря 1 може призвести до появи іонів в області шару оболонки, що зменшує зіткнення, бомбардування мішені з відносно великою кінетичною енергією та зменшення зіткнення розпилених атомів мішені з нейтральним газом, запобігаючи розсіюванню атомів мішені на стінці пристрою або відскоку назад до поверхні мішені, що покращує швидкість та якість осадження тонкої плівки.
Магнітне поле мішені може ефективно обмежувати траєкторію електронів, що, у свою чергу, впливає на властивості плазми та травлення іонів на мішені.
Слід: збільшення однорідності магнітного поля мішені може збільшити однорідність травлення поверхні мішені, тим самим покращуючи використання матеріалу мішені; розумний розподіл електромагнітного поля також може ефективно покращити стабільність процесу розпилення. Тому для мішені магнетронного розпилення розмір та розподіл магнітного поля надзвичайно важливі.
–Цю статтю опубліковановиробник вакуумних машин для покриттяГуандун Чженьхуа
Час публікації: 14 грудня 2023 р.