Bei der Magnetfeldsputtern von DC-Magnetron wird ein Magnetfeld zur Verbesserung des Sputterprozesses in einer DC-Entladung eingesetzt. Diese Methode erhöht die Effizienz des Sputterprozesses, indem Elektronen in der Nähe der Target-Oberfläche eingefangen werden, wodurch die Ionisierungsrate und die Sputterrate erhöht werden.
Zusammenfassung der Antwort:
Beim Gleichstrom-Magnetron-Sputterverfahren wird eine Kombination aus elektrischen und magnetischen Feldern verwendet, um die Sputtereffizienz zu verbessern. Das Magnetfeld ist parallel zur Oberfläche des Targets angeordnet, wodurch die Elektronen eingefangen und auf eine spiralförmige Bahn gelenkt werden, was ihre Wechselwirkung mit den Gasatomen erhöht und die Ionisierung verstärkt. Dies führt zu einer höheren Rate des Ionenbeschusses des Targets und damit zu höheren Sputterraten, ohne dass der Betriebsdruck erhöht werden muss.
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Detaillierte Erläuterung:Konfiguration des Magnetfeldes:
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Beim DC-Magnetron-Sputtern wird hinter der Kathodenplatte ein zusätzliches Magnetfeld angelegt. Dieses Feld ist so ausgelegt, dass es parallel zur Oberfläche des Targets verläuft. Die Magnetfeldlinien sind so angeordnet, dass ein geschlossener Pfad entsteht, der die Elektronen in der Nähe des Targets einfängt, während sie nicht in den umgebenden Raum entweichen können.
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Wirkung auf Elektronen:
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Die Überlagerung des elektrischen Feldes (senkrecht zur Oberfläche des Targets) und des Magnetfeldes bewirkt, dass sich die geladenen Teilchen, insbesondere die Elektronen, nicht in geraden Linien, sondern in zykloiden Bahnen bewegen. Diese spiralförmige Bewegung vergrößert die Weglänge der Elektronen über die Zieloberfläche erheblich, was zu mehr Zusammenstößen mit Gasatomen und damit zu höheren Ionisierungsraten führt.Erhöhte Ionisierungs- und Sputtering-Rate:
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Die erhöhte Ionisierung durch die eingefangenen Elektronen führt zu einer höheren Dichte von Ionen in der Nähe des Targets. Diese Ionen werden durch das elektrische Feld in Richtung des Targets beschleunigt, wo sie Sputtering verursachen. Das Magnetfeld beeinflusst die Bewegung der Ionen aufgrund ihrer größeren Masse nicht wesentlich, so dass sie sich weiterhin in geraden Linien zum Target bewegen, was zu einer effizienten Zerstäubung führt.
Betriebliche Vorteile:
