Đặc điểm của lớp phủ lắng đọng bằng phương pháp phún xạ magnetron Chương 2

Đặc điểm của lớp phủ lắng đọng bằng phương pháp phún xạ magnetron

(3) Phun năng lượng thấp. Do điện áp catốt thấp được áp dụng cho mục tiêu, plasma bị ràng buộc bởi từ trường trong không gian gần catốt, do đó ngăn chặn các hạt mang điện năng lượng cao bắn vào phía chất nền. Vì vậy, mức độ hư hại đối với chất nền như các thiết bị bán dẫn do sự bắn phá của các hạt mang điện gây ra thấp hơn so với các phương pháp phun khác.

(4) Nhiệt độ chất nền thấp. Tốc độ bắn phá của phương pháp phún xạ magnetron cao vì mục tiêu catốt nằm trong vùng từ trường, tức là đường phóng điện của mục tiêu nằm trong một khu vực nhỏ cục bộ, nơi nồng độ electron cao, trong khi ở bên ngoài vùng ảnh hưởng của từ trường, đặc biệt là cách xa bề mặt chất nền, do sự phân tán nên nồng độ electron thấp hơn nhiều, thậm chí có thể thấp hơn so với phương pháp phún xạ lưỡng cực (do sự khác biệt về áp suất giữa hai phương pháp này khoảng một bậc độ lớn). Vì vậy, trong điều kiện phún xạ magnetron, nồng độ electron bắn phá bề mặt chất nền thấp hơn nhiều so với phương pháp phún xạ diode thông thường, và tránh được sự tăng nhiệt độ chất nền quá mức do giảm số lượng electron chiếu vào chất nền. Ngoài ra, trong phương pháp lắng đọng phún xạ magnetron, cực dương của thiết bị phún xạ magnetron có thể được đặt gần cực âm, và giá đỡ chất nền cũng có thể không được nối đất và ở điện thế lơ lửng, để các electron không đi qua giá đỡ chất nền được nối đất và thoát ra ngoài qua cực dương, nhờ đó làm giảm sự bắn phá của các electron năng lượng cao vào chất nền được mạ, giảm sự gia tăng nhiệt độ của chất nền do các electron gây ra, và làm giảm đáng kể sự bắn phá electron thứ cấp vào chất nền dẫn đến sự sinh nhiệt.

(5) Khắc mục tiêu không đồng đều. Trong mục tiêu phún xạ magnetron truyền thống, việc sử dụng từ trường không đồng đều sẽ tạo ra hiệu ứng hội tụ cục bộ của plasma, khiến tốc độ khắc phún xạ tại vị trí cục bộ trên mục tiêu lớn, dẫn đến mục tiêu bị khắc không đồng đều đáng kể. Tỷ lệ sử dụng mục tiêu thường chỉ khoảng 30%. Để cải thiện tỷ lệ sử dụng vật liệu mục tiêu, có thể áp dụng nhiều biện pháp cải tiến khác nhau, chẳng hạn như cải thiện hình dạng và sự phân bố của từ trường mục tiêu, sao cho nam châm trong cực âm mục tiêu chuyển động bên trong, v.v.

Khó khăn trong việc chế tạo bia vật liệu từ tính bằng phương pháp phún xạ. Nếu bia phún xạ được làm từ vật liệu có độ thẩm từ cao, các đường sức từ sẽ đi xuyên qua bên trong bia gây ra hiện tượng ngắn mạch từ, do đó làm cho quá trình phóng điện magnetron trở nên khó khăn. Để tạo ra từ trường trong không gian, người ta đã tiến hành nhiều nghiên cứu khác nhau, ví dụ như bão hòa từ trường bên trong vật liệu bia, để lại nhiều khe hở trong bia để thúc đẩy sự rò rỉ từ trường, làm tăng nhiệt độ của bia từ, hoặc giảm độ thẩm từ của vật liệu bia.

–Bài viết này được phát hành bởiNhà sản xuất máy phủ chân khôngQuảng Đông Chấn Hoa