スパッタリングの原理

- Jan 20, 2018-

マグネトロンスパッタ リング法現在最も広くスパッタ コーティング法高速成、優秀なフィルムの品質、単純な装置、基板と簡単な連続生産に放射線損傷以下の簡単な操作の利点を有するので。それは着火性放電、磁気制御の使用し、非常に低電圧スパッタをことができます。成膜への電子衝突ダメージが大幅に減少します。低圧 (0.1 Pa) スパッタ磁気制御の効果により達成することができます。


一般的に DC グロー放電、陰極で二次電子 (として知られているプライマリ電子を放電, 放電高エネルギー電子と気体分子のイオン化衝突電子生成) によって生成されたイオンの衝突ターゲット サーフェス陽極に到達する陰極線から基本的には外に途中ガス分子を電離層衝突に加えて、エネルギーを得るための暗い領域。陰極表面と直交電場の相互作用と平行磁場によるマグネトロン放電の一次電子の軌道は円形ロールです。円形ロール ラインの動きは旋回運動のドリフト運動、サイクロトロンの中心の合成動作です。ドリフト運動の方向は E × B、一次電子のほとんどは常にかどうかどうか彼らは気体分子と衝突に関係なく陰極面に対して移動を示します。空間放電をマグネトロンの磁界分布の端から端まで、トラックの軌跡。


原則として、一次電子がエネルギーを失うことはない場合は常に移動します陰極表面に対して陽極とこの直交電磁界の構造、またとして知られている電子のトラップに陥ることがなく。衝突イオン化エネルギーと無秩序な動電子への最終的な変換のほとんどを失うの後にのみ、一次電子は陽極に分類されます。それを見ることができる、マグネトロン放電プラズマを生成する非常に効果的な方法であります。磁場中の電子のイオン化効率の増加のために、低圧力の条件の下でスパッタの確率を低減する一方で。


さらに、磁気フィールド作業圧力を大幅に削減することができます、電子ガスの分子との衝突の確率を改善できるので 1 から削減できる Pa 10-1 Pa にまたフィルム汚染の傾向が減少、事故率も上昇する基板上に光表面原子のエネルギーがそのため大幅に向上フィルムの品質。


ターゲット形状と構造の違いが原因、マグネトロンスパッタ リング法は平面、円柱、凹型プレートと円錐で他のタイプに分けることが。マグネトロンスパッタ リングの模式図を下の図に示します。陰極スパッタ リング ターゲット円筒磁気棒は真ん中に追加され、電界と磁界がターゲット表面に直交閉鎖滑走路区域を形成するように周囲に円形の磁極が追加されます。、電子の運動がバインドされた直交電磁フィールドの滑走路を使用し、。直交電磁界の作用の下では、磁場中の電子は原子衝突およびイオン化の過程で参加する確率を増加させる力の磁気ラインを移動します。したがって、スパッタ速度と成膜速度が大幅に向上同一の電流、空気の圧力の下で。


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AC 平面マグネトロンスパッタ法と伝統的な平面マグネトロンスパッタ リングの違いは、中間周波数 AC 電源で元 DC 電源を置き換えることです。DC スパッタリング法と比較して、AC スパッタリング ターゲット電位は負電圧ですが一定のスパッタリング現象、プラズマ異常放電を効果的に排除できないパルス電圧を交互ターゲットの冷却対策を変更することがなく、基板近傍の密度を高めた。ターゲット サーフェスの平均力は確かであり、パルス電源は負パルスの間にターゲットに適用できるためです。


Ac 平面マグネトロンスパッタ リングの利点:

◆ 蔵王ターゲットと他の半導体ターゲットをスパッタすることができますそれは、使用する周波数は RF スパッタリング法としてオペレーターの健康に有害ではありません。

◆ それは中型のフィルムをスパッタリング反応で生産できる、成膜プロセスを安定させるターゲット物質の中毒の問題を解決できます。

◆ プロセス パラメーターを制御することができ、膜厚が均一になるは簡単。

◆ 行列とフィルムの密着性が大きいと映画は小型・ ピンホールなし。

◆ 少ない材料、特に高価な材料のコーティングの消費。

◆ 一般的なスパッタ法と比較して, 高速, 低温, 低損失特性があります。



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