การจัดวางสนามแม็กเน็ทเวิร์ทแบบ Magnetic Field Sputtering

สำหรับเป้าหมายการสปัตเตอร์ magnetron ระนาบจะมีการวางเหล็กแม่เหล็กไว้หลังเป้าหมายและสายแม่เหล็กผ่านพื้นผิวของเป้าหมายเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กบนพื้นผิวของเป้าหมาย สนามแม่เหล็ก B ขนานไปกับพื้นผิวเป้าหมายและสนามไฟฟ้า E ตั้งฉากกับพื้นผิวเป้าหมายพวกเขาจะสร้างล่องลอย E × B ซึ่งขนานไปกับพื้นผิวเป้าหมาย สนามล่องลอย E × B มีหน้าที่ในการดักจับอิเล็กตรอนซึ่งจะเพิ่มความหนาแน่นของอิเล็กตรอนของพื้นผิวเป้าหมายเพิ่มความน่าจะเป็นของการเกิดการชนของอิเล็กตรอนกับโมเลกุลของแก๊สเป็นกลางและช่วยเพิ่มอัตราการเกิดไอออไนซ์ของแก๊สสปัทเทอร์ซึ่งจะช่วยเพิ่มอัตราการสปัตเตอร์ . สำหรับรูปแบบการสปัตเตอร์ magnetron แบบสี่เหลี่ยมผืนผ้าทั่วไปการจัดเรียงเหล็กแม่เหล็กจะแสดงในรูปที่ 1 (เหล็กแม่เหล็กที่อยู่ติดกันมีขั้วตรงข้ามคือ NSN หรือ SNS)

รูปที่ 1 แผนภาพโครงเหล็กแม่เหล็กและการกระจายสนามแม่เหล็ก

การกระจายสนามแม่เหล็กในรูปที่ 1 คำนวณโดยการจำลองเชิงตัวเลข จะเห็นได้ว่าบริเวณที่เส้นสนามแม่เหล็กบนพื้นผิวเป้าหมายใกล้เคียงกับพื้นผิวเป้าหมายแคบ เนื่องจากในระบบการสปัตเตอร์ magnetron ทำให้พื้นที่สปัตเตอร์ของผิวเป้าหมายมีความเข้มข้นมากในบริเวณนี้โดยที่เส้นสนามแม่เหล็กบนพื้นผิวเป้าหมายใกล้เคียงกับพื้นผิวเป้าหมาย ความกว้างของร่องสลักจะแคบลงเมื่อความลึกของ etch เพิ่มขึ้นในระหว่างกระบวนการสปัตเตอร์ โปรไฟล์ etch ที่ได้รับจะแสดงในรูปที่ 2

รูปที่ 2 การแกะสลักเกิดจากการจัดเรียงเหล็กเส้นตามปกติ

จากการคำนวณพื้นที่พบว่าอัตราส่วนการใช้กำลังการผลิตของเหล็กแม่เหล็กที่กล่าวถึงข้างต้นมีเพียงประมาณ 20% เท่านั้น จะเห็นได้ว่าการจัดเรียงเหล็กเส้นตามปกติทำให้ยากที่จะได้รับอัตราการใช้ประโยชน์เป้าหมายสูงและอัตราการสะสม