Магниты устанавливаются за мишенью при напылении, чтобы усилить ионизацию распыляющего газа и увеличить скорость осаждения, а также защитить подложку от чрезмерной ионной бомбардировки. Это достигается за счет взаимодействия магнитного поля с электрическим полем, которое изменяет траекторию движения электронов, повышая эффективность их ионизации и направляя их в сторону от подложки.
Повышение скорости ионизации и осаждения:
При магнетронном распылении магнитное поле за мишенью создает сложное взаимодействие с электрическим полем. Это взаимодействие заставляет электроны двигаться не по прямой, а по спирали или циклоидной траектории. Попавшие в ловушку электроны движутся по круговому пути прямо над поверхностью мишени, что значительно увеличивает вероятность их столкновения с молекулами нейтрального газа и их ионизации. Такая повышенная ионизация приводит к увеличению количества ионов, доступных для бомбардировки материала мишени, тем самым увеличивая эрозию мишени и последующее осаждение материала на подложку. Плотность электронов наиболее высока там, где линии магнитного поля параллельны поверхности мишени, что приводит к локализации области высокой ионизации и напыления.Защита подложки:
Магнитное поле также служит для удержания электронов вблизи поверхности мишени, уменьшая их способность достигать и потенциально повреждать подложку. Такое ограничение не только защищает подложку, но и концентрирует процесс ионизации вблизи мишени, оптимизируя эффективность напыления. Ионы, благодаря своей большей массе, меньше подвержены влиянию магнитного поля и поэтому продолжают ударять по мишени непосредственно под областью высокой электронной плотности, что приводит к появлению характерных эрозионных канавок, наблюдаемых при магнетронном распылении.
Использование постоянных магнитов:
