Des aimants sont placés derrière la cible lors de la pulvérisation afin d'améliorer l'ionisation du gaz de pulvérisation et d'augmenter la vitesse de dépôt, tout en protégeant le substrat d'un bombardement ionique excessif.
Ce résultat est obtenu grâce à l'interaction du champ magnétique avec le champ électrique, qui modifie la trajectoire des électrons, augmentant leur efficacité d'ionisation et les éloignant du substrat.
4 raisons principales expliquées
1. Amélioration de l'ionisation et de la vitesse de dépôt
Dans la pulvérisation magnétron, l'ajout d'un champ magnétique derrière la cible crée une interaction complexe avec le champ électrique.
Cette interaction fait que les électrons suivent une trajectoire en spirale ou cycloïde plutôt qu'une ligne droite.
Les électrons piégés suivent une trajectoire circulaire directement au-dessus de la surface de la cible, ce qui augmente considérablement leur probabilité d'entrer en collision avec des molécules de gaz neutres et de les ioniser.
Cette ionisation accrue se traduit par un plus grand nombre d'ions disponibles pour bombarder le matériau cible, augmentant ainsi l'érosion de la cible et le dépôt ultérieur de matériau sur le substrat.
La densité d'électrons est la plus élevée là où les lignes de champ magnétique sont parallèles à la surface de la cible, ce qui conduit à une zone localisée de forte ionisation et de pulvérisation.
2. Protection du substrat
Le champ magnétique sert également à confiner les électrons près de la surface de la cible, réduisant ainsi leur capacité à atteindre le substrat et à l'endommager.
Ce confinement protège non seulement le substrat, mais concentre également le processus d'ionisation près de la cible, optimisant ainsi l'efficacité de la pulvérisation.
Les ions, en raison de leur masse plus importante, sont moins affectés par le champ magnétique et continuent donc à frapper la cible directement sous la zone à forte densité d'électrons, ce qui entraîne les tranchées d'érosion caractéristiques de la pulvérisation cathodique magnétron.
3. Utilisation d'aimants permanents
Les systèmes de pulvérisation modernes utilisent généralement un système d'aimants permanents situés derrière la cible.
Ces aimants permettent de contenir les électrons secondaires générés par la collision des ions avec la surface de la cible.
Ces électrons, maintenus près de la surface de la cible par le champ magnétique puissant, renforcent l'ionisation du gaz de pulvérisation et parfois même ionisent certains atomes de la cible.
Le mouvement rapide de ces électrons le long des lignes de champ magnétique augmente leur efficacité d'ionisation, contribuant ainsi à l'efficacité globale du processus de pulvérisation.
4. Résumé
En résumé, la mise en place d'aimants derrière la cible lors de la pulvérisation est cruciale pour améliorer l'ionisation du gaz de pulvérisation, augmenter la vitesse de dépôt et protéger le substrat du bombardement ionique.
Ce résultat est obtenu grâce à l'interaction complexe des champs magnétiques et électriques, qui modifie la trajectoire des électrons et concentre le processus d'ionisation à proximité de la surface de la cible.
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