Протяженные магнетроны с вращающимся цилиндрическим катодом

Протяженные магнетронные распылительные системы с вращающимся цилиндрическим катодом предназначены для использования в высокопроизводительных вакуумных технологических установках для нанесения покрытий из металлов и их соединений на подложки большой площади, в частности на архитектурные стекла.

Конструктивно вращающийся магнетрон представляет собой трубу, выполненную из распыляемого металла, имеющую диаметр 60 -120 мм и длину до 3 м. Внутри мишени (катода) расположены магнитная система на основе постоянных магнитов и каналы для протока охлаждающей воды. Система уплотнений позволяет вращать катод магнетрона относительно магнитов, при этом в зону распыления попадают новые участки катода. Преимуществом цилиндрических магнетронов по сравнению с традиционными планарными магнетронами является высокая степень использования материала мишени - до 80%.  Магнетрон с вращающейся мишенью наиболее эффективен для применения в конвейерных технологических установках, либо в установках периодического действия с неподвижными технологическими источниками.Время непрерывной работы магнетрона может достигать 150 часов.

Возможны три конфигурации магнитного поля, обеспечивающие различные степени несбалансированности и, соответственно, различные плотности ионного тока на подложку.

                        а)                                                                б)

                                                    в)

Конфигурации магнитного поля магнетронов с различными магнитными системами.

а)- сбалансированный магнетрон, б) несбалансированный магнетрон с внутренней разбалансировкой, в) несбалансированный магнетрон с внутренней разбалансировкой и дополнительными магнитами.

Степень несбалансированности магнетронов возрастает в направлении а - б - в. На следующем рисунке приведены пространственные зависимости отношений ион/атом для этих трех конструкций.

Пространственные зависимости отношения потока ионов к потоку осаждаемых атомов F_i/F_a  для разных конструкций магнетрона. 1- сбалансированный магнетрон, 2- несбалансированный магнетрон с внутренней разбалансировкой, 3- несбалансированный магнетрон с дополнительными магнитами.