マグネトロンスパッタリング

ここでは、真空が繰りなす原理原則について、まとめています。
最後にマグネトロンスパッタリングについて説明します。マグネトロンスパッタリングとは、和訳すると磁電管ともいいます。マグネトロンスパッタリングは通常のスパッタリングよりも、更に質と精度を上げた応用編みたいなイメージです。

マグネトロンスパッタリングとは

マグネットを用いて磁場の中に電子を囲い込むことで濃いプラズマ領域を作り、アルゴン原子がターゲットに衝突する確率を高め、基板に付着するスピードをUPさせることが出来ます。
これをマグネトロンスパッタリングと呼び、現在はスパッタリングの主流となっています。

自由に動いていた電子が、磁束があるところでは密度が高い状態となります。電子の密度が高いとは、「Ar+」が多く存在するということです。
電子がぶつかって、アルゴンは「Ar+」+「e-」になります。例えば電子が1個しかなければ、アルゴンにぶつかって「Ar+」は1個しかできないのですが、10個あれば10個できます。
ということは、電子の密度が高ければ、「Ar+」密度も高くなります。そして「Ar+」密度が高くなるということは、ターゲットに当たる「Ar+」の数が増えるんです。増えることによってターゲットから飛び出すアルミも増えます。よって、膜が出来るスピードが速くなるんです。目標の膜厚まで早く持っていくことができます。

マグネトロンスパッタリングは、ハイレートスパッタリングともいいます。

図

なぜマグネットを使うと効率よく材料を基板に
附着することができるの?

材料(ターゲット)の下にマグネットを仕込むと、
そこに強力な磁場ができるんだよ。

その磁場には電子e-がたくさん集まってくるんだ。

そうすると電子e-にぶつかるArも増えて
Ar+も増えるんだ。

Ar+が増えるとマイナスを帯びている材料(ターゲット)に
引き寄せられてAlにぶつかるAr+も増えて、
より多くのAlが飛び出して基板に附着するのね!

マグネットってこれですね!

いやいや、ネオジム磁石など、強力な磁石を使うんだよ!

イラスト

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