Планарный магнетрон с ускорением инжектируемых электронов в катодном слое

Ключевые слова: магнетрон, рабочее давление, инжекция электронов

Аннотация

Предложен метод снижения предельного рабочего давления планарного магнетронного разряда за счет инжекции дополнительных электронов с обратной стороны распыляемой мишени из плазмы эмиттерного разряда и последующим их ускорением в катодном слое магнетронного разряда. Инжекция электронов в магнетронный разрядный промежуток осуществляется через эмиссионную апертуру малого диаметра (1-3 мм), расположенную в центре мишени в области наименьшего ионного распыления. Перепад давления на эмиссионной апертуре обеспечивает стабильное зажигание и функционирование эмиттерного разряда с одной стороны, и низкое требуемое рабочее давление в области магнетронного разряда с другой. Предложенный метод выгодно отличается от используемых ранее систем с внешними источниками электронов более высокой энергетической эффективностью. В области предельно низкого рабочего давления (менее 0.1 Па) суммарные энергетические затраты на двухступенчатую разрядную систему оказываются меньше, чем на одноступенчатый магнетронный разряд. Предельное рабочее давление для магнетронного разряда с медной мишенью диаметром 120 мм составило 0.03 Па.
Металлические пленки, полученные в области предельно низких значений рабочего давления характеризуются увеличением адгезии, уменьшением шероховатости поверхности, увеличением степени кристалличности и уменьшением размера зерна.
Исследование выполнено по теме государственного задания ИСЭ СО РАН, проект FWRM–2021–0006.

Keywords: magnetron, operating pressure, electron injection

Abstract