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Planaren Magnetrons in PVD Beschichtungen


Planaren Magnetrons in PVD Beschichtungen


Das planare Magnetron ist im Wesentlichen eine klassische "Diode" Modus Sputtern Kathode mit dem Zusatz eines Permanent-Magnet-Arrays hinter der Kathode. Dieser Magnet-Array ist so angeordnet, dass das Magnetfeld normal, dass das elektrische Feld in einen geschlossenen Pfad ist und bildet eine Grenze "Tunnel" die Elektronen nahe der Oberfläche des Ziels zu fallen. Dieses Elektron Trapping verbessert die Effizienz des Ion Gasbildung und schränkt die Entlastung Plasma, höheren Strom bei niedriger Gasdruck ermöglichen und erzielt eine höhere Sputter-Abscheiderate für PVD (physikalische Vapor Deposition) Beschichtungen.


Mehrere verschiedene Magnetron-Sputtern Kathode/Zielformen verwendet wurden, aber die häufigsten sind, runden und rechteckigen. Rechteckige Magnetrons sind am häufigsten in größerem Umfang In Zeile Magnetron Sputtern Systeme gefunden wo Substrate linear vorbei die Ziele auf irgendeine Form von Förderband oder Träger scannen. Kreisförmige Magnetrons sind häufiger in kleinerem Maßstab konfokale Batch-Systeme oder einzelne Wafer-Stationen in Cluster-Tools gefunden.


Obwohl komplexere Muster erfolgen können, haben die meisten Kathoden - darunter nahezu alle Runden und rechteckigen, - eine einfacher konzentrischen Magnet-Muster mit dem Center, einen Pol und den Umfang der Gegenteil. Für das kreisförmige Magnetron wäre einen relativ kleinen runden Magneten in der Mitte und einer ringförmigen Ringmagnet die entgegengesetzte Polarität an der Außenseite mit einer Lücke dazwischen.


Für das rechteckige Magnetron die Mitte ist in der Regel eine Bar die lange Achse (aber weniger als die volle Länge) mit einem rechteckigen "Zaun" der entgegengesetzten Polarität ganz herum mit einer Lücke dazwischen. Die Lücke ist, wo das Plasma, einem Kreisring in dem kreisförmigen Magnetron oder eine längliche "Rennstrecke" in den rechteckigen. Beachten Sie, dass, vor allem in größeren Kathoden, die Magnete können mehrere einzelne Segmente anstatt einem Stück.


Wie das Targetmaterial Kathode Beschichtung in PVD dient und Material spritzt ab, werden Sie in der Lage, diese charakteristischen Erosion Muster auf der Zielfläche zu sehen. In der Tat, bei einem Magneten z. B. fehlt, falsch, oder auf den Kopf die Erosion Pfad werden abnorme und dies ist ein guter diagnostischer Indikator für solche Probleme innerhalb Ihrer Kathode das Magnetron-Sputtern.


Die Pol-Ausrichtung der einzelnen Magnete muss so sein, dass ein Pol in der Mitte gebildet wird, und das Gegenteil pole am Perimeter. Es gibt ein paar Möglichkeiten, dies zu tun. Die häufigste ist die Magnete Nord/Süd Polen senkrecht zur Ebene des Ziels zu installieren, einen Pol in Richtung des Ziels und das andere Ende - das "freie" Ende / Gegenpol - magnetisch an die anderen Magnete überbrückt, indem ein Pol Platte aus magnetischen (in der Regel Eisen) Material.


Die gesamte magnetische Schaltung ist also eine offene Nordpol eines Magneten (oder eine Kette von einzelnen Magnete, wenn nicht ein Stück) mit ihr Gegenteil, die durch das magnetische Material zum Nordpol, Südpol gekoppelt dessen Südpol dann geöffnet ist. Diese beiden magnetisch gegenüber offenen Enden Gesicht in Richtung des Ziels und die daraus resultierende Magnetfeld wölbt sich über der Oberfläche des Ziels, das Elektron, trapping, Plasma Konzentration Tunnel zu bilden.


Beachten Sie, dass das PVD-Magnetron mit beiden magnetischen Ausrichtung arbeitet - Zentrum kann nördlich und der Umfang kann Süden oder umgekehrt. Jedoch in den meisten Systemen mit planaren Magnetron-Sputtern, gibt es mehrere Kathoden in ziemlich nah beieinander, und Sie wollen nicht streunenden Nord / Süd Felder gebildet zwischen den Zielen.


Die n/s Magnetron Magnetfelder sollte nur auf die Ziele Gesichtern, bilden die gewünschten magnetischen Tunnel dort sein. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, um sicherzustellen, dass alle Kathoden in einem System die gleiche Weise, entweder alle Norden auf ihre Umfänge oder alle südlich auf ihre Umfänge ausgerichtet sind. Und für Anlagen mit mehreren Sputter-Systemen, ist es ebenso wünschenswert zu machen immerhin so dass Kathoden sicher zwischen den Systemen ohne sich Gedanken über Magnet Ausrichtung ausgetauscht werden können.


Es gibt weitere Überlegungen und Optionen in Bezug auf die Magnete. Die meisten Targetmaterialien sind nicht magnetisch und somit nicht die erforderliche magnetische Feldstärke stören. Aber wenn Sie magnetische Materialien wie Eisen oder Nickel Sputtern, werden Sie entweder höhere Festigkeit Magnete, dünner Ziele oder beides brauchen, um zu vermeiden, dass die Oberfläche Magnetfeld effektiv durch die magnetische Targetmaterial kurzgeschlossen.


Darüber hinaus können der Magnet Details wie magnetische Kraft und Spaltmaße, Ziel stoffliche Verwertung zu verbessern oder um Einheitlichkeit entlang der Hauptachse eines rechteckigen Ziels zu verbessern gestaltet werden. Es ist sogar möglich, Elektromagnete statt Permanent-Magnete verwenden, das ein gewisses Maß an programmierbaren Steuerung des magnetischen Feldes leisten können, aber der Fall ist, natürlich, Komplexität und die Kosten erhöhen.


Sputter-Kathoden sind in der Regel wassergekühlt, in der Regel mit einer Kupfer Platte, die direkt wassergekühlt, mit dem Ziel entweder geklebt oder geklemmt, es ist zu sichern. Und in vielen Fällen die Magnete befinden sich im Inneren der Wassermantel, in Kontakt mit dem Wasser, der wahrscheinlich auch die Pol-Platte in solchen Kathoden Kontakte.


In solchen Fällen wird es daher notwendig, geeignete Schritte zur Vermeidung von Korrosion den Magneten oder die Pol-Platte. Polplatten können vom magnetischen Legierungen aus Edelstahl, zum Beispiel zur Vermeidung von Korrosion, fabriziert und Magnete, die je nach Zusammensetzung, sonst durch Einwirkung von Wasser betroffen sein könnten können aus Kunststoff oder Epoxidharz gekapselt werden.


Planaren Magnetrons und ihre nahen Verwandten die Clamp-on inset Ziel Magnetrons, erlauben dem Benutzer, um Sputter Deposition höher als einfache Diode Konfiguration Kathoden zu erreichen. Sie können auch Plasma bei geringeren Gasdrücken aufrecht zu erhalten, die Öffnung dieses Parameters für zusätzliche Prozess Anpassung an spezifische Filmeigenschaften wie gewünscht sein kann zu erreichen können.


Eine Vielzahl solcher Kathoden und Ziele sind im Handel erhältlich, einschließlich verschiedener Optionen für Magnet Stärke und Layout, bestimmte Aspekte des Prozesses bei Bedarf zu verbessern. Sie sind eine tragende Säule der Magnetron Sputtern PVD Verarbeitung geworden.


Mit einem modernen, gut ausgestatteten Anlage und unschätzbare Kenntnisse über Dünnschicht-PVD-Beschichtung Prozesse, Materialien und Anwendungen,Haohai Metallentwickelt PVD Beschichtung Lösungen, die unseren Kunden echte Wettbewerbsvorteile bieten, sind wir ein zuverlässiger Partner in der Herstellung von qualitativ hochwertigenSputtertargetsund Arc Kathoden.


Haohai Metall (Haohai Titan) bietet eine Vielzahl von Beschichtungsstoffen Vielzahl Konfiguration, z. B. drehbaren Sputtertargets, planar Sputtertargets, Arc Kathoden, Verdunstung Materialien und Tiegel aus Materialien vontItaniumZirkoniumChromHafniumNiobTantalMolybdänSiliziumTitan-AluminiumNickel-ChromSilizium-AluminiumundChrom-Aluminium Etc.