磁控濺射鐵的磁控濺射系統(tǒng)的改進設(shè)計

 

　　采用對靶磁控濺射系統(tǒng)，可以獲得高沉積速率的磁性膜，且不必大幅度升高基片溫度。對靶磁控濺射系統(tǒng)可以用來制備磁性Fe、Ni及其磁性合金膜。

 

　　對靶磁控濺射系統(tǒng)其原理如圖3所示。兩只靶相對安置，所加磁場和靶表面垂直，且磁場和電場平行。陽極放置在與靶面垂直部位，和磁場一起，起到約束等離子體的作用。二次電子飛出靶面后，被垂直靶的陰極位降區(qū)的電場加速。電子在向陽極運動過程中受磁場作用，作洛侖茲運動。但是由于兩靶上加有較高的負偏壓，部分電子幾乎沿直線運動，到對面靶的陰極位降區(qū)被減速，然后又被向相反方向加速運動。這樣二次電子除被磁場約束外，還受很強的靜電反射作用，二次電子被有效的約束封閉在兩個靶極之間，形成柱狀等離子體。避免了高能電子對基體的轟擊，使基體溫升很小。電子被兩個電極來回反射，大大加長了電子運動的路程，增加了和氬氣的碰撞電離幾率，從而大大提高了兩靶間氣體的電離化程度，增加了濺射所需氬離子的密度，因而提高了沉積速率。

 

由靶兩側(cè)的磁鐵及輔助電磁線圈產(chǎn)生的通向磁場構(gòu)成對靶磁控濺射陰極的磁路，兩塊靶材對向平行放置，靶材表面與磁力線垂直。濺射時，兩側(cè)靶材同時施加負電壓，產(chǎn)生的放電等離子體被局限在兩靶材之間，兩側(cè)靶材被同時濺射，基片被垂直放置于一對陰極靶的側(cè)面。由于靶材與磁場垂直，靶材的厚度對靶材表面磁場的大小及分布影響較小，因此對靶磁控濺射技術(shù)對靶材的厚度無特殊要求，可以超過10 mm。除此之外，對靶磁控濺射的靶材濺射溝道平坦，靶材利用率高，可大于70%。