Il problema del magnetron sputtering target ferromagnetico

Il problema del magnetron sputtering target ferromagnetico

Il rapido sviluppo della tecnologia dell'informazione elettronica ha creato un'enorme domanda di film magnetico e componenti magnetici. La preparazione del film magnetico e dei componenti magnetici è inseparabile dai metalli ferromagnetici e dalle leghe come Fe, Co e Ni. Lo sputtering del magnetron è un metodo ampiamente utilizzato per la produzione di componenti magnetici depositando pellicole magnetiche di alta qualità a causa della sua elevata purezza e del controllo preciso della struttura. Tuttavia, la deposizione spettroscopica di magnetron di film magnetici presenta alcuni problemi, come la difficoltà nel normale sputtering di materiali target ferromagnetici, che ostacola la produzione e l'applicazione di film e dispositivi magnetici ad alte prestazioni.

Il problema del magnetron sputtering target ferromagnetico

Per Fe, Co, Ni, Fe2O3, permalloy e altri materiali ferromagnetici, per ottenere deposizioni per sputtering a bassa temperatura e alta velocità, l'uso del normale sputtering con magnetron sarà molto limitato. Ciò è dovuto al fatto che i materiali di magnetoresistenza target di cui sopra sono molto bassi, la maggior parte del campo magnetico è mostrato in figura 1 come quasi interamente dall'interno del materiale ferromagnetico, rendono la parte superiore del campo magnetico residuo della superficie del materiale target troppo piccola, incapace di formare l'area dell'elettrone in modo efficace, non si può formare parallelamente al bersaglio sulla superficie del movimento cicloidale circolare dell'elettrone secondario del forte campo magnetico, non si eseguirà lo sputtering del magnetron. In questo momento, la polverizzazione del magnetron diventa uno sputtering diodo molto inefficiente, che riduce notevolmente la velocità di deposizione del film e riscalda il substrato.

FIGURA. 1 diagramma schematico della linea del campo magnetico che passa attraverso il bersaglio ferromagnetico (C è l'asse centrale del canale di linea del campo magnetico)

Oltre all'effetto di schermatura magnetica, il fenomeno della polimerizzazione magnetica al plasma diventa più serio quando materiali ferromagnetici sputtered vengono confrontati con materiali target ordinari. Come mostrato in FIG. 2, punti 1 e 3 in FIG. 2 (a) sono punti su entrambi i lati dell'asse C nel canale della linea del campo magnetico. Durante lo sputtering, a causa della coesistenza del campo elettrico e del campo magnetico, gli elettroni nei punti 1 e 3 sono influenzati dalla forza del coulomb e dalla forza del lorentz e si spostano verso l'asse C nel canale del campo magnetico, mentre gli elettroni nel punto 2 non sono influenzato dalla forza trasversale.

Pertanto, il plasma nella bobina è il massimo, lo sputtering nella posizione corrispondente del target è il più intenso e il tasso di sputtering è il più grande. Questa condizione è presente in tutti gli sputtering target. Tuttavia, quando sputtering obiettivo ferromagnetico, il fenomeno della polimerizzazione magnetica al plasma è più grave.

Dalla figura 2 (d) può essere visto, a causa del fenomeno del plasma magnetico, apparso per la prima volta nelle linee del canale di sputtering della linea mediana del canale di forza magnetica, l'originale attraverso le linee di forza magnetica dall'interno del materiale ferromagnetico uscirà dal canale, più profondo lo sputtering del canale, le linee di campo magnetico di dispersione, le linee di forza magnetica dell'intensità del campo magnetico, maggiore è l'asse in modo che più dell'elettronica nelle linee di campo magnetico assiale poli magnetico, le articolazioni assiali più plasma nelle linee del campo magnetico, quindi maggiore è il canale del tasso di polverizzazione, eventualmente portare al canale del materiale di destinazione è stato schizzi più veloce usura. Poiché il passaggio interno del target ferromagnetico è molto più di quello del target ordinario, le sue linee di campo magnetico fluiscono di più, l'intensità del campo magnetico sull'asse della linea magnetica è maggiore e la velocità di incisione dello sputtering sul canale è più veloce .

FIGURA. 2 fenomeno di polimerizzazione magnetica al plasma durante lo sputtering del target ferromagnetico f-uno di numerose linee di campo magnetico sulla superficie del target

(a) canali di linee di campo magnetico sulla superficie bersaglio; (b) campo magnetico bersaglio all'inizio dello sputtering; (c) mirare il campo magnetico dopo lo sputtering per un po 'di tempo; (d) mirare ai campi magnetici attraverso cui incidere

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