Le principe de pulvérisation cathodique magnétron

Pulvérisation cathodique magnétronest actuellement le plus utilisé méthode de pulvérisation de revêtement, car il a les avantages des taux de dépôt élevé, film excellente qualité, des équipements simples et opération facile, moins de dommages de rayonnement pour le substrat et la simple production continue. Il peut se servir du contrôle magnétique à l’inflammation, décharge et bredouiller à très basse tension. Et les dommages de bombardement d’électrons au film déposé sont considérablement réduit. Basse pression (0,1 Pa) pulvérisation peut être atteint en raison de l’effet du contrôle magnétique.

En général, DC lueur décharge, surface de cible de bombardement ionique générée par les électrons secondaires (également connu sous le nom l’électron primaire, qui décharge et la décharge des électrons de haute énergie et des molécules de gaz ionisé électrons collision générées) à la cathode zone sombre pour obtenir de l’énergie, en plus de l’ionosphère collision avec les molécules de gaz sur le chemin vers l’extérieur, pour l’essentiel de la ligne de cathode à l’anode. Dans la décharge de magnétron, due au champ magnétique parallèle à la surface de la cathode et l’interaction du champ électrique orthogonal, la trajectoire de l’électron primaire est un rouleau circulaire. Le mouvement d’une ligne circulaire rouleau est un mouvement synthétique de la motion de la dérive du mouvement giratoire et le centre du cyclotron. La direction de la motion de la dérive est E × B, indiquant que la plupart des électrons primaires se déplacer toujours contre la surface de la cathode indépendamment de s’ils entrent en collision avec les molécules de gaz ou pas. La distribution de champ magnétique du magnétron à décharge dans l’espace ainsi que la trajectoire de son bout en bout, dans un circuit fermé.

En principe, si l’électron primaire ne perd pas d’énergie, il aller contre la surface de la cathode sans tomber sur l’anode et cette structure orthogonale de champ électromagnétique, également connu sous le nom électronique piège. Seulement après l’ionisation de la collision, perdre la majeure partie de l’énergie et la transformation éventuelle en un électron de mouvement désordonné, les électrons primaires tombera à l’anode. Il peut être vu, décharge de magnétron est une méthode très efficace de production du plasma. Cela est dû à l’augmentation de l’efficacité de l’ionisation des électrons dans le champ magnétique, et d’autre part, la probabilité de pulvérisation est réduite dans des conditions de basse pression.

En outre, étant donné que le champ magnétique peut effectivement améliorer la probabilité de collision avec les molécules de gaz d’électrons, qui peut réduire considérablement la pression de service, peut être réduit de 1 Pa à 10-1 Pa, elle réduit également la tendance de la pollution de film, et augmente également l’incidence de l’incident léger sur le substrat de l’énergie des atomes de surface donc améliorera grandement la qualité du film.

En raison des différentes de la structure et la forme de la cible, pulvérisation magnétron se divisent en plan, cylindre, plaque concave et cône et d’autres types. Le schéma de la pulvérisation cathodique magnétron est indiqué sur la figure ci-dessous. Dans la cible de pulvérisation cathodique, un pôle magnétique cylindrique est ajouté au milieu et un pôle magnétique circulaire est ajouté dans la périphérie de façon à former une zone de piste fermée où le champ électrique et du champ magnétique sont orthogonales à la surface de la cible , et en utilisant la piste orthogonale champ électromagnétique lié mouvement d’électrons. Sous l’action du champ électromagnétique orthogonale, l’électron dans le champ magnétique se déplace autour de la ligne de force magnétique, augmentant la probabilité qu’elle participe au processus d’ionisation et collisions atomiques. Par conséquent, le taux de pulvérisation et le taux de dépôt peuvent être sensiblement améliorées sous le même cours et la pression d’air.

La différence entre la pulvérisation cathodique magnétron planaire d’AC et le magnétron planaire traditionnel pulvérisation est que le bloc d’alimentation DC original est remplacé par l’alimentation moyenne fréquence AC. Comparativement à la pulvérisation de la DC, le potentiel de la cible de la pulvérisation d’AC n’est pas une tension négative constante, mais une certaine période d’alternance tension d’impulsion, qui peut non seulement déjouer la décharge anormale phénomène, le plasma de pulvérisation cathodique densité près du substrat a été améliorée sans modifier les mesures de refroidissement de la cible. C’est parce que la puissance moyenne de la surface de la cible est certaine, et la puissance d’impulsion peut être appliquée à la cible durant l’impulsion négative.

Les avantages de la pulvérisation de magnétron planaire d’ac :

◆ Il peut bredouiller ZAO objectifs principaux et autres semi-conducteurs, les fréquences utilisées ne sont pas aussi nocifs pour la santé de l’opérateur comme RF sputtering.

◆ Il peut éliminer le problème de l’intoxication matériel cible qui peut être produit dans la réaction de pulvérisation film moyen et de stabilise le procédé de dépôt.

◆ Les paramètres de processus peuvent être contrôlés et l’épaisseur du film est facile d’être uniforme.

◆ L’adhérence du film et de la matrice est grande, et le film est compact et sans trou d’épingle.

◆ Consommation de moins de matériel, surtout pour le revêtement des matériaux chers.

◆ Comparativement à la pulvérisation en général, qui a haute vitesse, basse température et des caractéristiques de faibles pertes.