Оны тұрақты ток магнетронды шашырату және радиожиілік магнетронды шашырату деп бөлуге болады.
Тұрақты токты шашырату әдісі нысананың иондық бомбалау процесінде алынған оң зарядты онымен тығыз байланыста катодқа бере алуын талап етеді, содан кейін бұл әдіс оқшаулау деректеріне сәйкес келмейтін өткізгіш деректерін ғана шашыра алады, өйткені Оқшаулағыш нысананы бомбалау кезінде беттегі иондық зарядты бейтараптандыру мүмкін емес, бұл мақсатты беттегі потенциалдың жоғарылауына әкеледі және барлық дерлік қолданылатын кернеу нысанаға қолданылады, сондықтан иондар арасындағы иондық жеделдету және иондану мүмкіндігі. екі полюс азаяды немесе тіпті иондалмайды, бұл үздіксіз разрядтың бұзылуына, тіпті разрядтың үзілуіне және шашыраудың үзілуіне әкеледі.Сондықтан радиожиілікті шашыратқышты (РЖ) өткізгіштігі нашар нысаналарды немесе металл емес нысандарды оқшаулау үшін пайдалану керек.
Шашырату процесі күрделі шашырау процестерін және әртүрлі энергия алмасу процестерін қамтиды: біріншіден, түскен бөлшектер мақсатты атомдармен серпімді соқтығысады, ал түскен бөлшектердің кинетикалық энергиясының бір бөлігі нысана атомдарға беріледі.Кейбір мақсатты атомдардың кинетикалық энергиясы олардың айналасындағы басқа атомдар түзетін потенциалды тосқауылдан асып түседі (металдар үшін 5-10ев), содан кейін олар тор торының торынан тыс жерде атомдар шығару үшін қағылды, және одан әрі көрші атомдармен қайталанатын соқтығысулар. , нәтижесінде соқтығысу каскады.Бұл соқтығысу каскады нысананың бетіне жеткенде, нысананың бетіне жақын орналасқан атомдардың кинетикалық энергиясы беттік байланыс энергиясынан (металдар үшін 1-6ев) үлкен болса, бұл атомдар нысананың бетінен бөлінеді. және вакуумға кіріңіз.
Шашыратушы жабын - бомбаланған бөлшектердің субстратта жиналуы үшін нысананың бетін вакуумда бомбалау үшін зарядталған бөлшектерді пайдалану дағдысы.Әдетте, төмен қысымды инертті газ разряды түскен иондарды генерациялау үшін қолданылады.Катод нысанасы жабын материалдарынан жасалған, субстрат анод ретінде пайдаланылады, вакуумдық камераға 0,1-10па аргон немесе басқа инертті газ енгізіледі және катодтың (нысананың) 1-3 кв тұрақты ток теріс жоғары әсерінен жарқырау разряды жүреді. кернеу немесе 13,56 МГц РЖ кернеуі.Иондалған аргон иондары нысананың бетін бомбалайды, нәтижесінде нысана атомдары шашырап, субстратта жиналып, жұқа қабық пайда болады.Қазіргі уақытта шашыраудың көптеген әдістері бар, олар негізінен екінші реттік шашырату, үшінші немесе төрттік шашырату, магнетронды шашырату, мақсатты шашырату, РЖ шашырату, қиғаш шашырату, асимметриялық байланыс РЖ шашырату, иондық сәулелену және реактивті шашырату.
Шашыратылған атомдар кинетикалық энергияны ондаған электрон-вольт энергиясы бар оң иондармен алмастырғаннан кейін шашыратылатындықтан, шашыраған атомдар жоғары энергияға ие, бұл қабаттасу кезінде атомдардың дисперсиялық қабілетін жақсартуға, қабаттасу орналасуының нәзіктігін жақсартуға және дайындалған пленка субстратпен күшті адгезияға ие.
Шашырату кезінде газ иондалған соң газ иондары электр өрісінің әсерінен катодқа қосылған нысанаға ұшады, ал электрондар жерге тұйықталған қабырға қуысына және астарға ұшады.Осылайша, төмен кернеу мен төмен қысымда иондар саны аз және нысананың шашыратқыш күші төмен;Жоғары кернеу мен жоғары қысымда, көбірек иондар пайда болуы мүмкін болса да, субстратқа ұшатын электрондар жоғары энергияға ие, бұл субстратты жылытуға және тіпті екінші реттік шашырауға оңай, пленка сапасына әсер етеді.Сонымен қатар, субстратқа ұшу процесінде мақсатты атомдар мен газ молекулаларының соқтығысу ықтималдығы да айтарлықтай артады.Сондықтан ол бүкіл қуысқа шашыраңқы болады, бұл мақсатты ысырап етіп қана қоймайды, сонымен қатар көп қабатты пленкаларды дайындау кезінде әр қабатты ластайды.
Жоғарыда аталған кемшіліктерді жою үшін 1970 жылдары тұрақты токтың магнетронды шашырау технологиясы жасалды.Ол төмен катодты шашырату жылдамдығының кемшіліктерін және электрондардың әсерінен субстрат температурасының жоғарылауын тиімді жеңеді.Сондықтан ол тез дамып, кеңінен қолданылды.
Бұл принцип келесідей: магнетронды шашырату кезінде қозғалатын электрондар магнит өрісінде Лоренц күшіне ұшырағандықтан, олардың қозғалыс орбитасы бұралмалы немесе тіпті спиральды қозғалыс болады, ал қозғалыс жолы ұзарады.Сондықтан, жұмыс істейтін газ молекулаларымен соқтығыстардың саны артады, осылайша плазманың тығыздығы артады, содан кейін магнетронның шашырау жылдамдығы айтарлықтай жақсарады және ол пленканың ластану үрдісін азайту үшін төмен шашырау кернеуі мен қысымында жұмыс істей алады;Екінші жағынан, ол сонымен қатар субстрат бетіне түсетін атомдардың энергиясын жақсартады, сондықтан пленканың сапасын айтарлықтай жақсартуға болады.Сонымен қатар, бірнеше рет соқтығысқан кезде энергияны жоғалтатын электрондар анодқа жеткенде, олар төмен энергиялы электрондарға айналады, содан кейін субстрат қызып кетпейді.Сондықтан магнетронды шашыратудың «жоғары жылдамдық» және «төмен температура» артықшылықтары бар.Бұл әдістің кемшілігі оқшаулағыш пленканы дайындау мүмкін емес, ал магнетрондық электродта қолданылатын біркелкі емес магнит өрісі нысананың айқын біркелкі емес оюлануын тудырады, бұл нысананың төмен пайдалану жылдамдығына әкеледі, ол әдетте тек 20% - 30 құрайды. %.
Хабарлама уақыты: 16 мамыр 2022 ж