Протяженные планарные магнетроны

  1. Магнетронные распылительные устройства предназначены для распыления электропроводящих мишеней из металлов, сплавов, полупроводниковых материалов в режимах распыления постоянного тока, импульсных униполярных и биполярных, дуальных среднечастотных режимах. Разряд в магнетроне происходит в скрещенных электрических и магнитных полях.

Магнетроны широко применяются для нанесения следующих покрытий:

  • металлических: Ti, Cr, Zr, Al , в «горячем» режиме Ni, Co, нержавеющая сталь. Эти покрытия используются в качестве адгезионных, функциональных слоев в оптике, микроэлектронике, при нанесении упрочняющих покрытий и других областях;
  • полупроводниковых: Si, Ge, ZnO, ZnS, SiC и другие покрытия, используемые в качестве функциональных слоев микроэлектроники;
  • керамических: TiN, AlTiN, TixOy, AlTiSiN, TiCN, CrxOy, Al2O3 и множества других, используемых в качестве упрочняющих, защитно-декоративных, фотокаталитических покрытий. ( инструмент, штампы, пресс-формы, мебельная и дверная фурнитура, декоративная керамика).

На рис. 1  показан схема одного из вариантов исполнения протяженного планарного магнетрона

Рис. 1 Схема магнетрона 1-корпус водоохлаждаемый, 2- высоковольтный ввод,  3-ввод охлаждения корпуса 4- ввод рабочих газов,  5- подвес магнетрона, 6- стенки вакуумной камеры

Планарный протяженные магнетроны по типу магнитной системы подразделяются:

1. Магнетрон с несбалансированной магнитной системой, характеризующейся дополнительной ионной бомбардировкой подложки.

Характеристики несбалансированных планарных магнетронов

Наименование параметра Значение
1 Рабочее давление, Пa 0,15– 0,3
2 Длина мишени изготовленных магнетронов, мм от 250 до 3500
3 Средняя энергия ионов аргон при напряжении до 650 В, эВ; до 500
4 Плотностью токана единицу длины зоны эрозии при ширине зоны эрозии 20 мм, мА/см  до100
5 Однородность магнитного поля подлине (опция), % ±3 (±1,5)
6 Плотность мощности на единицу площади зоны эрозии, Вт/см2 50
7 Скорость осаждениянарасстоянии  120 мм до подложки  
              - мишень из титана  мкм/ час; 3
             -мишень из циркония мкм/час; 8
             -мишень из12Х18Н10Т (холодный режим) мкм/час; 16
             -мишень  из12Х18Н10Т (горячий режим) мкм/час; 25
8 Соотношение плотность тока ионов газа и распыленных атомов мишени /плотность потока распыленных атомов на подложку при напряжении смещения -100 В от 3 до 7
9 Коэффициент использования мишени (опция), % 20-40 (70)
10 Рабочие газы инертные газы, кислород, азот, углеводороды


Свойства покрытий, получаемых с использованием реактивных процессов (нитриды, окислы, карбиды, карбо нитриды и окси нитриды), существенно более высокие при использовании магнетронов с несбалансированной магнитной системой, чем при использовании сбалансированных магнетронов за счет повышенной ионизации рабочего газа и распыленного материала мишени.

2. Магнетрон с сбалансированной магнитной системой, характеризуется меньшим воздействие ионов на подложку.

Характеристики сбалансированных планарных магнетронов


Наименование параметра Значение
1 Рабочее давление, Пa 0,07– 0,15
2 Длина мишени изготовленных магнетронов, мм от 250 до 3500
3 Средняя энергия ионов аргон при напряжении до 500 В, эВ; до 400
4 Плотностью токана единицу длины зоны эрозии при ширине зоны эрозии 35 мм, мА/см  до 120
5 Однородность магнитного поля подлине (опция), % ±3 (±1,5)
6 Плотность мощности на единицу площади зоны эрозии, Вт/см2 50
7 Скорость осаждениянарасстоянии  120 мм до подложки  
              - мишень из титана  мкм/ час; 5
            - мишень из циркония  мкм/ час; 10
8 Соотношение плотность тока ионов газа и распыленных атомов мишени /плотность потока распыленных атомов на подложку при напряжении смещения -100 В до 0,5
9 Коэффициент использования мишени (опция), % 20-40 (70)
10 Рабочие газы инертные газы, кислород, азот, углеводороды

Имеются два конструктивных  исполнения ввода магнетрона

1. Магнетрон с выводом охлаждения и электропитания с тыльной стороны ( с одной стороны- вслучае одноконтурного охлаждения, и с двух противоположных сторон- случае двухконтурного охлаждения Рис. 1) подключаются к охлаждению и электропитанию с использованием медных трубок во фторопластовой изоляции с уплотнительными узлами, собственной разработки фирмы-изготовителя магнетрона.

2. Магнетронцы с коаксиальным вводом характеризуются возможностью простого изменения положение в вакуумной камере перемещением и вращением по оси источника, либо перемещением источника с узлом уплотнения в любое подходящее отверстие в камере. Коаксиальный ввод не требует дополнительной электрической изоляции и электрически соединен с корпусом установки и позволяет производить отпыл мишени, и защищать от перепыления с другим источников, поворотом магнетрона.

Магнетрон могут иметь другие конструктивные особенности:

  • с полым охлаждаемым корпусом (два контура охлаждения анод и корпус);
  • заслонкой ионного источника;
  • устройство поворота ионного источника с коаксиальным вводом;
  • конструктивными особенностями для распыления дорогостоящих материалов (золото, серебро, сплавы циркония, иттрия, гадолиния, индия);
  • наличием опции работы с "горячими мишенями" ( температура мишени до 900 С);
  • наличием встроенной газораспределительной системы или ее отсутствием;
  • использование в процессах HIPIMS;
  • прямое и косвенное охлаждение мишеней;
  • магнетроны, сбалансированные для напыления оксида индий- олова (прозрачные проводящие покрытия).

Наши магнетроны имеют проверенные временем и тысячами технологических процессов конструкцию и эксплуатируются не только в России, но и в США, Англии, Венгрии, Австрии и в других странах.

Взаимодействие с Клиентами начинается с подбора технологического источника, подбора дополнительных опций, консультации по стандартным режимам проведения процесса и продолжается сервисным обслуживанием источников.

Преимущества наших магнетронов:

  • предоставляем модель магнетрона для проектировщиков, выдаем оптимальное расстояние до подложки;
  • магнитное поле магнетрона, распыляет строго определенную зону и гарантирует отсутствие посторонних примесей в подложку и высокий коэффициент использования мишени;
  • гальваническое покрытие внутренних полостей охлаждения магнетрона и магнитопровода, позволяет продлить ресурс работы;
  • быстрые сроки изготовления;
  • многостадийный контроль качества;
  • стабильные характеристики с течением времени.

Наша компания разработало серию магнетронов с косвенным охлаждением, где мишени вставляется в виде вкладок, что позволяет увеличить коэффициент использования мишени до 70%. Также такое решение позволяет нам снабжать пользователей магнетронов мишенями в кратчайшие сроки и уменьшить стоимость нанесенного покрытия, получив конкурентное преимущество. Мишень любого типоразмера этой серии магнетронов набирается из стандартных вкладок. Поэтому Вам не нужно ожидать долгих поставок мишени и ждать простоя дорогостоящего оборудования.

Опыт и профессионализм нашей команды позволяет не только изготавливать стандартный ряд магнетронов, но и провести НИОКР магнетронов различного типа и назначения. Сейчас в разработке и в стадии испытаний находятся несколько проектов:

  • магнетрон с «горячей» мишенью для распыления ферромагнитных материалов и нанесения керамических материалов (нанесение оксидов редкоземельных металлов;
  • кольцевой магнетрон для нанесения дорогостоящих материалов.

Обратитесь в нашу компанию и получите магнетрон оптимально подходящий для ваших процессов.

Отправьте заявку - мы предложим оптимальное решение Вашей задачи!