El problema del magnetrón de pulverización ferromagnética diana.

- Mar 28, 2019-

El problema del magnetrón de pulverización ferromagnética diana.

 

El rápido desarrollo de la tecnología de la información electrónica ha creado una gran demanda de película magnética y componentes magnéticos. La preparación de la película magnética y los componentes magnéticos es inseparable de los metales ferromagnéticos y aleaciones tales como Fe, Co y Ni. La pulverización magnetrónica es un método ampliamente utilizado para fabricar componentes magnéticos mediante el depósito de películas magnéticas de alta calidad debido a su alta pureza y control preciso de la estructura. Sin embargo, la deposición por pulverización magnetrónica de películas magnéticas presenta algunos problemas, como la dificultad en la pulverización normal de materiales diana ferromagnéticos, lo que dificulta la producción y aplicación de películas y dispositivos magnéticos de alto rendimiento.

 

El problema del magnetrón de pulverización ferromagnética diana.

 

Para Fe, Co, Ni, Fe2O3, permalloy y otros materiales ferromagnéticos, para lograr una deposición de pulverización catódica a baja temperatura y alta velocidad, el uso de la pulverización catódica ordinaria con magnetrón estará muy limitado. Esto se debe a que varios materiales de magnetorresistencia objetivo anteriores son muy bajos, la mayor parte del campo magnético se muestra en la figura 1 como casi completamente a través del interior del material ferromagnético, por lo que la parte superior del material magnético residual de la superficie del material objetivo es demasiado pequeña. incapaz de formar el área de electrones de manera efectiva, paralelamente al blanco no se puede formar en la superficie del movimiento del ciclo magnético circular del electrón secundario del fuerte campo magnético, no se puede realizar la pulverización del magnetrón. En este momento, la pulverización con magnetrón se convierte en una pulverización con diodo muy ineficiente, que reduce en gran medida la velocidad de deposición de la película y calienta el sustrato.

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HIGO. 1 diagrama esquemático de la línea del campo magnético que pasa a través del objetivo ferromagnético (C es el eje central del canal de la línea del campo magnético)

 

Además del efecto de protección magnética, el fenómeno de la polimerización magnética por plasma se agrava cuando los materiales ferromagnéticos pulverizados se comparan con los materiales diana comunes. Como se muestra en la FIG. 2, puntos 1 y 3 en la fig. 2 (a) son puntos a ambos lados del eje C en el canal de línea del campo magnético. Durante la pulverización, debido a la coexistencia de campo eléctrico y campo magnético, los electrones en los puntos 1 y 3 se ven afectados por la fuerza de Coulomb y la fuerza de lorentz y se mueven hacia el eje C en el canal del campo magnético, mientras que los electrones en el punto 2 no lo son. Afectados por la fuerza transversal.

 

Por lo tanto, el plasma en la bobina es el más intenso, la pulverización en la posición correspondiente del objetivo es la más intensa y la velocidad de pulverización es la más grande. Esta condición está presente en todos los sputtering objetivo. Sin embargo, cuando se pulveriza la diana ferromagnética, el fenómeno de la polimerización magnética por plasma es más grave.

 

De la figura 2 (d) se puede ver, debido al fenómeno magnético del plasma, que apareció por primera vez en las líneas del canal de bombardeo de la línea media del canal de fuerza magnética, el original a través de las líneas de la fuerza magnética desde el interior del material ferromagnético se escapará del material canal, cuanto más profunda es la salpicadura del canal, las líneas del campo magnético de fuga, las líneas de la fuerza magnética de intensidad del campo magnético, mayor es el eje, de modo que una mayor parte de la electrónica en las líneas del campo magnético axial magnético poli, las uniones axiales más plasma en las líneas del campo magnético, por lo tanto, cuanto mayor sea el canal de la velocidad de pulverización, eventualmente el canal del material objetivo salpicará el desgaste más rápido. Debido a que el paso interno del objetivo ferromagnético es mucho más que el del objetivo normal, sus líneas de campo magnético fluyen más hacia afuera, la intensidad del campo magnético en el eje de la línea magnética es mayor, y la velocidad de grabado por chisporroteo en el canal es más rápida .

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HIGO. 2 Fenómeno de polimerización magnética en plasma durante la pulverización del blanco ferromagnético f-one de numerosas líneas de campo magnético en la superficie del objetivo

(a) canales de línea de campo magnético en la superficie objetivo; (b) campo magnético objetivo al comienzo del bombardeo; (c) campo magnético objetivo después de la pulverización durante algún tiempo; (d) campos magnéticos objetivo para ser grabado a través


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