マグネトロンスパッタリング強磁性ターゲットの問題

- Mar 28, 2019-

マグネトロンスパッタリング強磁性ターゲットの問題

 

電子情報技術の急速な発展は、磁性フィルムおよび磁性部品に対する大きな需要を生み出した。 磁性フィルムおよび磁性部品の製造は、Fe、CoおよびNiのような強磁性金属および合金と不可分である。 マグネトロンスパッタリングは、その高純度および正確な構造制御のために、高品質の磁性膜を堆積することによって磁性部品を製造するために広く使用されている方法である。 しかしながら、磁性膜のマグネトロンスパッタリング堆積は、強磁性ターゲット材料の通常のスパッタリングが困難であることなどのいくつかの問題を有し、これは高性能磁性膜およびデバイスの製造および適用を妨げる。

 

マグネトロンスパッタリング強磁性ターゲットの問題

 

Fe、Co、Ni、Fe 2 O 3、パーマロイおよび他の強磁性材料については、低温高速スパッタリング堆積を達成するために、通常のマグネトロンスパッタリングの使用は非常に制限されるであろう。 これは、上記のいくつかのターゲット磁気抵抗材料が非常に低いためです。ほとんどの磁場は、強磁性材料の内側からほぼ完全に貫通しているため、図1に示されています。ターゲットに平行な電子領域を効果的に形成することができず、強い磁場の二次電子円環運動の表面上に形成することができず、マグネトロンスパッタリングは行われない。 この時点で、マグネトロンスパッタリングは非常に非効率的なダイオードスパッタリングとなり、これはフィルムの堆積速度を大幅に低下させ、基板を加熱する。

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イチジク。 1強磁性ターゲットを通過する磁力線の模式図(Cは磁力線チャネルの中心軸)

 

磁気シールド効果に加えて、スパッタされた強磁性材料が通常のターゲット材料と比較されるとき、プラズマ磁気重合の現象はより深刻になる。 図3に示すように、No。 図2において、図1の点1と点3とは同じである。 図2(a)は磁力線チャンネルの軸Cを挟んで両側の点である。 スパッタリング中、電界と磁界の共存により、点1と3の電子はクーロン力とローレンツ力の影響を受け、磁界チャネルの軸Cに向かって移動しますが、点2の電子はそうではありません。横力の影響を受けます。

 

従って、スプールにおけるプラズマが最も多く、ターゲットの対応する位置におけるスパッタリングが最も強く、そしてスパッタリング速度が最も大きい。 この条件はすべてのターゲットスパッタリングに存在する。 しかしながら、強磁性ターゲットをスパッタリングするとき、プラズマ磁気重合の現象はより深刻である。

 

図2(d)から、プラズマ磁気現象により、最初に磁力線の中間線のスパッタリングチャンネルに現れ、強磁性材料の内側から磁力線を通って元のものが漏れることになる。チャネル、チャネルのスパッタリング、漏れ磁力線、磁界強度の磁力線、軸方向の磁力線の電子の多くが軸方向の接合部により多くのプラズマ磁力線では、したがって、スパッタリング率のチャネルが大きいほど、最終的にターゲット材料のチャネルが速く飛散摩耗を飛散していました。 強磁性ターゲットの内部通路は通常のターゲットの内部通路よりはるかに大きいので、その磁力線はより多く流出し、磁力線の軸における磁界強度はより大きく、そしてチャネルにおけるスパッタリングエッチング速度はより速い。 。

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イチジク。 2ターゲットのスパッタリング中の2プラズマ磁気重合現象ターゲット表面上の多数の磁力線の1つf

(a)ターゲット表面上の磁力線チャネル。 (b)スパッタリング開始時のターゲット磁場。 (c)しばらくの間スパッタリングした後のターゲット磁場。 (d)エッチングするターゲット磁場


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