Problemet med magnetron sputtering ferromagnetiske mål

Problemet med magnetron sputtering ferromagnetiske mål

Den hurtige udvikling af elektronisk informationsteknologi har skabt en stor efterspørgsel efter magnetiske film og magnetiske komponenter. Fremstillingen af magnetiske film og magnetiske komponenter er uadskillelig fra de ferromagnetiske metaller og legeringer såsom Fe, Co og Ni. Magnetron sputtering er en meget anvendt metode til fremstilling af magnetiske komponenter ved at deponere magnetiske film af høj kvalitet på grund af dens høje renhed og præcise strukturstyring. Imidlertid har magnetronsputteringaflejring af magnetiske film nogle problemer, såsom vanskeligheder ved normal sputtering af ferromagnetiske målmaterialer, hvilket forhindrer produktion og anvendelse af højtydende magnetiske film og apparater.

Problemet med magnetron sputtering ferromagnetiske mål

For Fe, Co, Ni, Fe2O3, permalloy og andre ferromagnetiske materialer, for at opnå lav temperatur, højhastighedsputtering aflejring, vil brugen af almindelig magnetronforstøvning være meget begrænset. Dette skyldes, at de ovennævnte adskillige målmagnetoresistematerialer er meget lave, det meste af magnetfeltet er vist i figur 1 som næsten udelukkende gennem indefra det ferromagnetiske materiale, idet den øvre del af målmaterialets overfladestabil magnetfelt er for lille, kan ikke danne elektronområdet effektivt, parallelt med målet kan ikke dannes på overfladen af den sekundære elektroniske cirkulære cyklidbevægelse af det stærke magnetfelt, magnetronpruttering udføres ikke. På dette tidspunkt bliver magnetronforstøvning en meget ineffektiv diodsputtering, hvilket i høj grad reducerer filmens aflejringshastighed og opvarmer substratet.

Fig. 1 skematisk diagram over magnetfeltlinjen, der passerer gennem ferromagnetisk mål (C er midteraksen for magnetfeltlinjekanalen)

Udover den magnetiske afskærmningseffekt bliver fænomenet plasmamagnetisk polymerisering mere alvorlig, når sputterede ferromagnetiske materialer sammenlignes med almindelige målmaterialer. Som vist i fig. 2, punkt 1 og 3 i fig. 2 (a) er punkter på begge sider af akse C i magnetfeltlinjekanalen. Under sputtering påvirkes elektronerne på punkt 1 og 3 på grund af sameksistensen af elektrisk felt og magnetfelt af coulombkraft og lorentz-kraft og bevæger sig mod akse C i magnetfeltkanalen, mens elektronerne i punkt 2 ikke er påvirket af tværgående kraft.

Derfor er plasmaet ved spolen det mest, sputtering i den tilsvarende position af målet er den mest intense, og sputteringhastigheden er den største. Denne tilstand er til stede i alle målsputtering. Imidlertid er fænomenet plasma-magnetisk polymerisering mere alvorlig ved sputtering af ferromagnetiske mål.

Fra figur 2 (d) kan man se på grund af det plasmamagnetiske fænomen, der først blev vist i linjerne med magnetisk kraftkanal midtlinie-sputteringskanal, idet originalen gennem magnetiske linjer fra inde i det ferromagnetiske materiale vil lække ud fra kanal, jo dybere sputtering af kanalen, lækage magnetfelt linjer, magnetiske magnetiske linjer intensitet, jo større akse, så mere af den elektroniske i magnetiske felt linjer aksial magnetisk poly, den aksiale samlinger mere plasma i magnetfeltlinierne, følgelig jo større kanalens forstøvningshastighed resulterer i sidste ende til, at målmaterialets kanal spredte slid hurtigere. Fordi den indre passage af det ferromagnetiske mål er langt mere end det for det almindelige mål, strømmer dets magnetfeltlinjer mere ud, magnetfeltintensiteten ved magnetlinjens akse er større, og sputteringets ætsningshastighed ved kanalen er hurtigere .

Fig. 2 plasmagnetisk polymeriseringsfænomen under sputtering af ferromagnetisk mål f-en af talrige magnetfeltlinjer på målets overflade

(a) magnetfeltlinjekanaler på målfladen; (b) mål magnetfelt ved begyndelsen af forstøvning; (c) målmagnetfelt efter forstøvning i nogen tid; (d) mål magnetfelter, der skal ætses igennem

IKS PVD, Magnetisk sputtering Coating maskine, kontakt os nu, iks.pvd @ foxmail.com