磁控溅射靶的磁场排布综合

磁控溅射靶的磁场排布综合
近多少十年来,磁控溅射技能曾经变成最不足道的沉积镀膜步骤之一。宽泛利用于轻工业生产和迷信钻研畛域。如在古代机械加工轻工业中,利用磁控溅射技能在作件名义镀制性能膜、超硬膜、自光滑地膜。在光学畛域,利用磁控溅射技能制备增透膜、低辐射膜和通明导膜,隔音膜等。在微电子畛域和光、磁纪录畛域磁控溅射技能也施展着不足道作用。然而磁控溅射技能也有其本身的有余,如靶材利用率低、沉积速率低和离化率低等缺欠。其中靶材利用率是因为靶面跑道的存在,使等离子体体束缚于靶面的全部海域,造成靶材的海域性溅射。跑道的形态是由靶材前面的磁场构造所决议的。普及靶材利用率的要害是调整磁场构造,使等离子体体存在于更大的靶面规模,兑现靶面的匀称溅射。关于磁控溅射,能够经过增多靶功率的步骤兑现溅射产额的普及,然而因为热载荷的莫须有,靶材可能涌现消融和开裂的问题。该署问题能够经过在相反靶材面积的状况下,使
靶面的溅射面积增多,招致靶面的功率密度升高来克服。因而对磁控溅射负极的磁场设计始终以来都在一直的退步。其中比拟有代办性的如:圆形立体磁控溅射源,经过正当设计磁场,使构成的跑道经过靶面核心,利用机械传动安装缭绕磁体,兑现靶面的片面溅射;矩形立体磁控溅射源,经过传动组织使磁体组合在靶材反面做口形或花魁形静止,使通体靶材利用率达成61%;经过多磁路的配合调整,兑现靶面工业气压片面刻蚀。调整磁场的构造还能够改善膜薄厚的匀称性。经过调整磁场的强弱对比,而停滞的非失调磁控溅射技能,更是存在离子镀的性能。因而说磁路设计是磁控溅射源中最不足道的全体。
磁控溅射靶的磁场排布
在立体磁控溅射靶中,磁钢搁置于靶材的前面,穿过靶材名义的磁力线在靶材名义构成磁场。其中平行于靶面的磁场B和垂直靶名义的磁场E,构成平行于靶面的漂移场E×B。漂移场E×B对电子存在捕集阱的作用,从而增多了靶面这一域的电子密度,普及了电子与中性气体分子的碰撞多少率,强化了溅射气体的离化率,从而增多了溅射速率。关于通常的立体矩形磁控溅射靶,磁钢排列如图1所示(相邻磁钢极性相同,即NSN或SNS)。
图1磁钢排布和磁力线散布图
图1中的磁力线散布是经过数值模仿步骤划算进去的,能够看出在靶面磁力线相近平行于靶面的规模很窄。因为在磁控溅射零碎中,靶面的溅射海域重要集中在磁力线相近平行于靶面的规模。随着溅射一直继续,刻蚀槽的幅度随着刻蚀深浅的增多一直变窄,最初构成的刻蚀轮廓如图2所示。
图2通常磁钢排布构成的刻蚀
经过面积划算可知,上述的磁钢排列形式,靶材的利用率大概只有20%。可见通常的磁钢排列形式,难以失掉高的靶材利用率和沉积速率。
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