Principen för magnetronsprutning

Magnetronförstärkning är för närvarande den mest använda metoden för förstoftning av beläggning, eftersom den har fördelarna med hög avsättningshastighet, utmärkt filmkvalitet, enkel utrustning och enkel drift, mindre strålskador på substratet och lätt kontinuerlig produktion. Den kan använda magnetisk kontroll för tändning, urladdning och sputter vid mycket låg spänning. Och elektronbombardemangskador på den avsatta filmen reduceras kraftigt. Lågtryck (0,1 Pa) förstoftning kan uppnås på grund av effekten av magnetisk kontroll.

I allmänhet genereras DC-stråladdning, jonbombardemangs-målyta genererad av sekundärelektronen (även känd som primärelektronen, vilken urladdning och urladdning av högenergi-elektroner och gasmolekyler joniserade kollisionselektroner) i katodmörkområdet för att erhålla energi, I Tillägg till jonosfärisk kollision med gasmolekylerna på väg till utsidan, i grunden från katodslinjen för att nå anoden. Vid magnetronurladdning, på grund av magnetfältet parallellt med katodytan och samverkan mellan det ortogonala elektriska fältet, är primärelektronens banan en cirkulär rulle. Rörelsen av en cirkulär rulllinje är en syntetisk rörelse av rörelserörelsens rörelse och cyklotronets mittpunkt. Rörelserörelsens riktning är E × B, vilket indikerar att de flesta av de primära elektronerna alltid rör sig mot katodytan oavsett om de kolliderar med gasmolekyler eller ej. Magnetfältfördelningen av magnetronurladdning i rymden, så att dess bana slutar, till ett slutet spår.

I princip, om den primära elektronen inte förlorar energi, kommer den alltid att röra sig mot katodytan utan att falla på anoden och denna ortogonala elektromagnetiska fältstruktur, även känd som elektronisk fälla. Först efter kollisionens jonisering, förlorar det mesta av energi och eventuell omvandling till en störningselektronisk elektron, kommer de primära elektronerna att falla till anoden. Det kan ses, magnetronurladdning är en mycket effektiv metod för att generera plasma. Detta beror på ökningen av joniseringseffektiviteten hos elektronerna i magnetfältet och å andra sidan reduceras sannolikheten för förstoftning under villkoret av lågt arbetstryck.

Eftersom magnetfältet effektivt kan förbättra sannolikheten för kollision med elektrongasmolekylerna, som kan reducera arbetstrycket avsevärt, kan dessutom minskas från 1 Pa till 10-1 Pa, vilket också minskar tendensen för filmförorening och ökar också incidensen av infallande ljus på substratet, så att ytan av atomer i hög grad förbättrar filmens kvalitet.

På grund av de olika målformen och strukturen kan magnetronförstärkning delas in i plan, cylinder, konkav platta och kon och andra typer. Det schematiska diagrammet för magnetronutsputningen visas i figuren nedan. I katodsputtermålet sätts en cylindrisk magnetpol i mitten och en cirkulär magnetisk pol läggs i periferin för att bilda en sluten banaområdet där det elektriska fältet och magnetfältet är vinkel mot målytan och med användning av den ortogonala elektromagnetiska fältbanan bundna elektronrörelsen. Under det ortogonala elektromagnetiska fältets rörelse rör sig elektronen i magnetfältet kring kraftens magnetiska linje, vilket ökar sannolikheten för att den deltar i processen med atomkollision och jonisering. Sputtermängden och avsättningshastigheten kan därför förbättras avsevärt under samma ström- och lufttryck.

Skillnaden mellan AC-planmagnetronsputtering och den traditionella plana magnetronförstärkningen är att den ursprungliga likströmsförsörjningen ersätts av medelfrekvensens nätaggregat. Jämfört med DC-sputtering är målpotentialen för AC-sputtering inte en konstant negativ spänning, men en viss period av växelströmspänning, som inte bara effektivt kan eliminera det onormala urladdningsputtreringsfenomenet, var plasmadensiteten nära substratet förbättrad utan ändra målets kylåtgärder. Detta beror på att den genomsnittliga effekten av målytan är säker och pulskraften kan appliceras på målet under den negativa pulsen.

Fördelarna med ac planar magnetronsputtering:

◆ Det kan spruta ZAO-mål och andra halvledarmål, men frekvenserna som används är inte lika skadliga för operatörens hälsa som RF-sputtering.

◆ Det kan eliminera problemet med målmaterialförgiftning som kan produceras i reaktionssputtermediumfilmen och stabilisera avlagringsprocessen.

◆ Processparametrarna kan styras och filmtjockleken är lätt att vara likformig.

◆ Vidhäftningen av film och matris är stor, och filmen är kompakt och utan pinhål.

◆ Förbrukning av mindre material, särskilt för dyra materialbeläggning.

◆ Jämfört med den allmänna sputtern, som har hög hastighet, låg temperatur och låga förlustegenskaper.