Magnetronsko razprševanje in generacijski pogoji
Jun 25, 2018| 1. Magnetron Sputtering
Magnetno brizganje je dvopolna razpršitev v magnetronskem načinu delovanja. Razlike med brizganjem diod in kvadrupolnim brizganjem so naslednje:
Stalni magnet ali elektromagnet je nameščen za ciljno napetost katod. Magnetno polje horizontalne komponente ali magnetnega polja vertikalne komponente (na primer nasprotna tarča) se generira na ciljni površini in elektroni, ki nastanejo s plinskim izpustom, morajo delovati v določeni orbiti v območju plazme blizu ciljne površine. In se zaokroži v krogih vzdolž določene vzletno-pristajalne steze pod kompleksnim delovanjem električnega polja in sile magnetnega polja. Ciljno površinsko magnetno polje ima omejevalni učinek na napolnjene delce in močnejše je magnetno polje, strožje je vezna sila. Zaradi vezave in pospeševanja elektromagnetnega polja za elektrone se pot gibanja močno podaljša, preden elektroni dosežejo substrat in anodo, tako da se verjetnost kolizijske ionizacije lokalnega Ar plina močno poveča. Aronski ion Ar + pospeši pod vplivom električnega polja, nato pa bombardira cilje, ki so služili kot katoda. Molekule, atomi, ioni in elektroni na površini tarče so vse razpršene, da bi povečali hitrost ekstrakcije dotoka tarče. Sproščeni delci nosijo določeno količino kinetične energije, udarijo substrat v določeno smer in se na koncu kopičijo na podlago, da se tvori film. Po številnih trkih se energija elektronov postopoma zmanjšuje, osvobodi omejitev magnetnega pretoka in na koncu pade na podlago, steno vakuumske komore in ciljno močno anodo.
Povečanje verjetnosti ionizacije delovnega plina in povečanje hitrosti ionizacije cilja zmanjšata notranjo upornost praznjenja vakuumskega plina. Zato je delovna napetost za nanašanje magnetrona v razprševanje majhna (večinoma med 4-600 V). Včasih je delovna napetost nekoliko višja (npr.> 700V) in nekatere delovne napetosti so nižje (npr. Približno 300V). Ko se pojavi magnetronsko brizganje, napetost delovanja napetosti pade predvsem na območje pristanišča katode magnetronskega cilja.
Ker je magnetronski brizgan folija enakomerna in gosta z majhnimi odprtinami, visoko čistostjo in močno oprijemljivostjo, lahko uresniči visoko hitrostno odlaganje različnih materialnih folij pri nizki temperaturi in nizkih poškodbah. Magnetronsko brizganje je danes postalo neke vrste zrela tehnologija in industrializirane proizvodne metode v vakuumski prevleki. Magnetronska tehnologija brizganja je bila hitro razvita in se pogosto uporablja v znanstvenih raziskavah in industrializaciji različnih industrij.
Skratka, tehnologija magnetronske brizgane je proces brizgalne prevleke, ki uporablja elektromagnetno polje za nadzor poti in porazdelitve ionov in elektronov plina "nenormalno sevanje" v vakuumski komori.
2. Tri generacijske pogoje za magnetno brizganje
Magnetronski izpusti plinov, ki povzročajo razpršitev, morajo izpolnjevati tri potrebne in zadostne pogoje:
(1) Z ustreznim tlakom izpušnega plina P: DC ali impulzno srednjenapetostno magnetronsko praznjenje, približno 0,01 Pa ~ 10Pa), znaša tipična vrednost 5 × 10 -1 Pa; RF magnetronski praznjenje je približno 10 -1 ~ 10 -2 Pa.
(2) Ciljna površina magnetrona ima določeno vodoravno (ali enakovredno) jakost magnetnega polja B (približno 10 mT ~ 100 mT), značilna vrednost je 30 ~ 50 mT in najmanj 10 ~ 20 mT (100 ~ 200 Gauss).
(3) Vakuumska komora ima električno polje V, ki je ortogonalno (ali enakovredno pravokotno) na magnetno polje, značilna vrednost je od 500 do 700V.
Na zgornje tri pogoje na splošno veljajo pogoji PBV.