Magnetron Sputtering Och Det är Generation Villkor
Jun 25, 2018| 1. Magnetron Sputtering
Magnetronsputtering är en tvåpolig sputtering i ett magnetron-driftsläge. Skillnaderna mellan diodsputtering och kvadrupolputtering är följande:
Den permanenta magneten eller elektromagneten placeras bakom det sputterade katodmålet. Ett magnetfält av en horisontell komponent eller ett magnetiskt fält av en vertikal komponent (till exempel ett motsatt mål) alstras på målytan och elektronerna som alstras av gasutmatningen är bundna att fungera i en specifik omlopp inom plasmagionen nära målytan. Och det runda i cirklar längs en viss landningsbanan under den komplexa verkan av den elektriska fältkraften och magnetfältkraften. Mätområdets magnetfält har en begränsande effekt på de laddade partiklarna, och ju starkare magnetfältet desto strängare bindningskraften. På grund av bindningen och accelerationen av det elektromagnetiska fältet för elektroner förlängs rörelsebanan också kraftigt innan elektronerna når substratet och anoden, så att sannolikheten för kollisionsjonisering av den lokala Ar-gasen ökar kraftigt. Argonjonen Ar + accelererar under det elektriska fältets verkan och bombarderar sedan de mål som fungerade som en katod. Molekylerna, atomer, joner och elektroner på ytan av målet är alla sputterade ut för att öka spridningsutvinningsgraden för målet. De sputterade partiklarna bär en viss mängd kinetisk energi, de slår underlaget i en viss riktning och lägger slutligen på substratet för att bilda en film. Efter många kollisioner minskar energin hos elektronerna gradvis, frigörs från det magnetiska flödesbelastningen och faller slutligen på substratet, vakuumkammarens vägg och målkraftsanoden.
Ökningen i sannolikheten för jonisering av arbetsgasen och ökningen av målets joniseringshastighet minskar det inre motståndet hos vakuumgasutmatningen. Därför är arbetsspänningen för sputtering avsättning av magnetronmålet låg (mestadels mellan 4-600 V). Ibland är driftsspänningen något högre (t.ex.> 700V) och vissa driftsspänningar är lägre (t.ex. ungefär 300V). När magnetronutsputningen uppstår faller sputteringoperationsspänningen huvudsakligen på katronlandningszonen hos magnetronmålet.
Eftersom magnetronsputterfilmen är likformig och tät med små pinhål, hög renhet och stark vidhäftning, kan den realisera höghastighetsavsättning av olika materialfilmer under låg temperatur och låga skador. Magnetronsputtering har blivit en typ av mogen teknik och industrialiserade produktionsmetoder i vakuumbeläggning nuförtiden. Magnetron sputtering teknik har utvecklats snabbt och används i stor utsträckning inom vetenskaplig forskning och industrialisering av olika branscher.
Kortfattat är magnetronsputteringstekniken processen för sputtering av beläggning som använder det elektromagnetiska fältet för att styra banan och fördelningen av joner och elektroner av gasen "onormal glödladdning" i vakuumkammaren.
2. Tre generationsförhållanden för magnetronsprutning
Magneturgasutsläpp, som i sin tur orsakar förstoftning, måste uppfylla tre nödvändiga och tillräckliga förhållanden:
(1) Med ett lämpligt urladdningstryck P: DC eller pulserad mediumfrekvensmagnetronurladdning, ca 0,1 Pa ~ 10 Pa) är typiskt värde 5 × 10 -1 Pa; RF-magnetronurladdning är ca 10-1 ~ 10 -2 Pa.
(2) Magnetronmålytan har en viss horisontell (eller motsvarande) magnetfältstyrka B (ca 10mT ~ 100mT), typiskt värde är 30 ~ 50mT och minst 10 ~ 20mT (100 ~ 200 Gauss).
(3) Vakuumkammaren har ett elektriskt fält V som är ortogonalt (eller ekvivalent ortogonalt) mot magnetfältet, typiskt värde är 500 till 700V.
Vi hänvisar generellt till ovanstående tre villkor som PBV-betingelser.