Der Vorteil des magnetisch unterstützten Sputterns, insbesondere des Magnetronsputterns, liegt in seiner Fähigkeit, die Abscheiderate und Effizienz des Sputterprozesses zu erhöhen und gleichzeitig die Verwendung einer breiten Palette von Materialien zu ermöglichen, ohne dass ein Schmelzen oder Verdampfen erforderlich ist. Erreicht wird dies durch den Einsatz eines Magnetfeldes, das die Elektronen in der Nähe der Zieloberfläche einschließt und so die Plasmadichte und die Rate der Ionenkollisionen mit dem Zielmaterial erhöht.
Verbesserte Abscheiderate und Effizienz:
Beim Magnetronsputtern wird ein Magnetfeld in Verbindung mit einem elektrischen Feld verwendet, um die Elektronen in der Nähe der Zieloberfläche einzuschließen. Dieser Einschluss führt zu einer zykloiden Bewegung der Elektronen, wodurch sich ihre Weglänge innerhalb des Plasmas erhöht. Infolgedessen haben diese Elektronen mehr Möglichkeiten, mit Gasmolekülen zusammenzustoßen und diese zu ionisieren, was zu einer höheren Ionisierungsrate führt. Diese höhere Ionendichte ermöglicht einen effizienteren Sputterprozess, da mehr Ionen für den Beschuss des Zielmaterials zur Verfügung stehen, was zu einer schnelleren Rate des Atomausstoßes und damit zu einer höheren Abscheidungsrate auf dem Substrat führt.Vielseitigkeit bei der Materialverwendung:
Im Gegensatz zu anderen Sputtertechniken ist beim Magnetronsputtern kein Schmelzen oder Verdampfen des Ausgangsmaterials erforderlich. Dadurch eignet es sich für eine breite Palette von Materialien, einschließlich Verbindungen und Legierungen, die unter Beibehaltung ihrer Zusammensetzung als Targets verwendet werden können. Das Magnetfeld trägt dazu bei, die Integrität des Zielmaterials zu erhalten, indem es verhindert, dass es Hochtemperaturprozessen ausgesetzt wird, die seine Eigenschaften verändern könnten.
Reduzierter Gasdruck und verbesserte Filmqualität:
Der magnetische Einschluss der Elektronen ermöglicht auch den Betrieb des Sputterprozesses bei niedrigerem Gasdruck. Diese Druckreduzierung minimiert den Gaseinschluss in die abgeschiedene Schicht und verringert die Energieverluste in den gesputterten Atomen. Folglich sind die durch Magnetronsputtern hergestellten Schichten von hoher Qualität und weisen weniger Defekte und Verunreinigungen auf.
Schutz des Substrats:
