Magnetron Sputtering และเป็นเงื่อนไขการสร้าง

1. Magnetron Sputtering

การสปัตเตอร์แบบ Magnetron เป็นการสปัตเตอร์แบบสองขั้วในโหมดการทำงาน magnetron ความแตกต่างระหว่างการสปัตเตอร์ไดโอดและการสปัตเตอร์แบบสี่เหลี่ยมมีดังนี้

แม่เหล็กถาวรหรือแม่เหล็กไฟฟ้าถูกวางไว้หลังจุดแคโทดที่พ่น สนามแม่เหล็กของส่วนประกอบในแนวนอนหรือสนามแม่เหล็กของส่วนประกอบตามแนวตั้ง (ตัวอย่างเช่นเป้าหมายตรงข้าม) ถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวเป้าหมายและอิเล็กตรอนที่เกิดจากการปล่อยก๊าซจะต้องทำงานในวงโคจรเฉพาะภายในพลาสมา ใกล้พื้นผิวเป้าหมาย และหมุนวนไปตามทางวิ่งที่กำหนดไว้ภายใต้การกระทำที่ซับซ้อนของสนามไฟฟ้าและแรงสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กพื้นผิวเป้าหมายมีผลยับยั้งอนุภาคที่มีประจุและสนามแม่เหล็กจะแข็งแรงขึ้น เนื่องจากการยึดเกาะและการเร่งความเร็วของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับอิเล็กตรอนเส้นทางของการเคลื่อนที่ยังถูกขยายออกไปอย่างมากก่อนที่อิเล็กตรอนจะไปถึงพื้นผิวและขั้วบวกเพื่อให้ความเป็นไปได้ที่จะทำให้เกิดการชนกันของไอออนไนซ์ของก๊าซ Ar มีผลเพิ่มขึ้นอย่างมาก อาร์กอนไอออน Ar + เร่งภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าและแล้ว bombards เป้าหมายที่ทำหน้าที่เป็นแคโทด โมเลกุลอะตอมไอออนและอิเล็กตรอนบนพื้นผิวของเป้าหมายทั้งหมดลุกลามออกเพื่อเพิ่มอัตราการกระเจิงของเป้าหมาย อนุภาคที่กระจัดกระจายมีพลังงานจลน์จำนวนหนึ่งพวกมันปะทะพื้นผิวในทิศทางใดทิศทางหนึ่งและวางลงบนพื้นผิวเพื่อสร้างฟิล์ม หลังจากการชนกันหลายครั้งพลังงานของอิเล็กตรอนค่อยๆลดลงปลดปล่อยจากข้อ จำกัด ของฟลักซ์แม่เหล็กและในที่สุดตกบนพื้นผิวผนังห้องสูญญากาศและขั้วบวกพลังงานเป้าหมาย

การเพิ่มขึ้นของความเป็นไปได้ที่จะเกิดไอออไนซ์ของก๊าซที่ใช้ในการทำงานและการเพิ่มขึ้นของอัตราการทำให้เป็นไอออนไนซ์ของเป้าหมายลดความต้านทานภายในของการปล่อยก๊าซสูญญากาศ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ในการทับถมของเป้าหมาย magnetron จึงต่ำ (ส่วนใหญ่ระหว่าง 4-600 V) บางครั้งแรงดันไฟฟ้าในการทำงานสูงขึ้นเล็กน้อย (เช่น> 700V) และแรงดันไฟฟ้าในการทำงานบางส่วนลดลง (เช่นประมาณ 300V) เมื่อมีการสปัตเตอร์ magnetron แรงดันการทำงานของสปัตเตอร์ส่วนใหญ่ตกลงไปที่โซนขั้วลบของเป้าหมาย magnetron

เนื่องจากฟิล์ม magnetron sputtered มีความสม่ำเสมอและหนาแน่นด้วยรูเล็ก ๆ ความบริสุทธิ์สูงและการยึดติดที่แข็งแรงจึงทำให้สามารถสะสมฟิล์มที่มีความเร็วสูงได้ภายใต้อุณหภูมิต่ำและสภาวะความเสียหายต่ำ การสปัตเตอร์แม็กเน็ทกลายเป็นเทคโนโลยีที่ครบถ้วนและวิธีการผลิตแบบอุตสาหกรรมในการเคลือบสูญญากาศในปัจจุบัน เทคโนโลยีการสเต็ปเทอร์ Magnetron ได้รับการพัฒนาและใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมของอุตสาหกรรมต่างๆ

ในระยะสั้นเทคโนโลยีการสปัตเตอร์ magnetron คือกระบวนการสปัตเตอร์ที่ใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าในการควบคุมวิถีและการกระจายตัวของไอออนและอิเล็กตรอนของก๊าซที่ปล่อยประจุไฟฟ้าผิดปกติในห้องสุญญากาศ

2. เงื่อนไขการสร้าง Magnetron Sputtering 3 รุ่น

การปล่อยก๊าซแม็กเน็ทซึ่งจะทำให้เกิดการสปัตเตอร์ต้องเป็นไปตามเงื่อนไขที่จำเป็นและเพียงพอสามประการ:

(1) มีความดันก๊าซที่ปล่อยออกมาเหมาะสม P: DC หรือการปล่อย magnetron ความถี่ปานกลางประมาณประมาณ 1 Pa ~ 10Pa) ค่าปกติคือ 5 × 10-1 Pa; การปลดปล่อย magnetron RF อยู่ที่ประมาณ 10 ^-1 ~ 10 ^-2 Pa

(2) พื้นผิวเป้าหมาย magnetron มีความแรงสนามแม่เหล็กแนวนอน (หรือเทียบเท่า) B (ประมาณ 10mT ~ 100mT) ค่าปกติคือ 30 ~ 50mT และต่ำสุด 10 ~ 20mT (100 ~ 200 Gauss)

(3) ห้องสุญญากาศมีสนามไฟฟ้า V ซึ่งเป็นมุมฉาก (หรือเทียบเท่ากับมุมฉาก) กับสนามแม่เหล็กค่าปกติคือ 500 ถึง 700V

โดยทั่วไปเราอ้างถึงเงื่อนไขสามข้อดังกล่าวเป็นเงื่อนไข PBV