A pulverização catódica por campo magnético do magnetrão de corrente contínua implica a utilização de um campo magnético para melhorar o processo de pulverização catódica numa descarga de corrente contínua. Este método aumenta a eficiência do processo de pulverização catódica ao prender os electrões perto da superfície do alvo, aumentando assim a taxa de ionização e a taxa de pulverização catódica.
5 Pontos-chave explicados
1. Configuração do campo magnético
Na pulverização catódica por magnetrão DC, é aplicado um campo magnético adicional atrás da placa catódica. Este campo é projetado para ser paralelo à superfície do alvo. As linhas do campo magnético são dispostas de forma a criar um caminho fechado que prende os electrões perto do alvo, em vez de permitir que escapem para o espaço circundante.
2. Efeito sobre os electrões
A sobreposição do campo elétrico (perpendicular à superfície do alvo) e do campo magnético faz com que as partículas carregadas, em particular os electrões, se movam em órbitas ciclóides em vez de em linhas rectas. Este movimento em espiral aumenta significativamente o comprimento da trajetória dos electrões sobre a superfície do alvo, conduzindo a mais colisões com átomos de gás e, consequentemente, a taxas de ionização mais elevadas.
3. Aumento da ionização e da taxa de pulverização catódica
O aumento da ionização devido aos electrões aprisionados resulta numa maior densidade de iões na vizinhança do alvo. Estes iões são acelerados pelo campo elétrico em direção ao alvo, onde provocam a pulverização catódica. O campo magnético não afecta significativamente o movimento dos iões devido à sua maior massa, pelo que continuam a mover-se em linhas rectas em direção ao alvo, conduzindo a uma pulverização eficiente.
4. Vantagens operacionais
A utilização de um campo magnético na pulverização catódica com magnetrões de corrente contínua permite que o processo funcione a pressões (cerca de 100 Pa) e tensões (cerca de -500 V) mais baixas do que na pulverização catódica convencional, que normalmente requer pressões (10 Pa) e tensões (entre -2 kV e 3 kV) mais elevadas. Isto não só reduz o consumo de energia, como também minimiza a incorporação de gases de fundo na película em crescimento e reduz as perdas de energia nos átomos pulverizados devido a colisões de gases.
5. Aplicações e configurações
A pulverização catódica por magnetrão DC é amplamente utilizada para depositar materiais condutores utilizando uma fonte de alimentação de corrente contínua. A configuração do campo magnético pode ser variada, com configurações equilibradas que confinam o plasma à região do alvo e configurações desequilibradas que permitem que algumas linhas de campo magnético se estendam em direção ao substrato. Esta flexibilidade permite soluções à medida, dependendo dos requisitos específicos da aplicação.
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