バランス型マグネトロンとアンバランス型マグネトロンの主な違いは、その磁場の構成と、スパッタリングプロセスおよび結果として得られる膜特性への影響にある。
バランスマグネトロン：
バランスドマグネトロンでは、磁場がターゲットの周囲に対称的に分布し、電子とイオンをターゲット表面付近に閉じ込める安定したプラズマ放電を形成する。この構成は、ターゲット上の均一な浸食パターンと安定した蒸着レートをもたらす。しかし、磁場がターゲットから大きくは広がらないため、基板に向かうイオンフラックスが低くなり、基板に衝突するイオンのエネルギーや全体的な膜質が制限される可能性があります。アンバランスマグネトロン：
- 一方、アンバランスマグネトロンは、片側（通常は外側）の磁場が他方より強いのが特徴です。このアンバランスにより、磁力線が真空チャンバー内まで伸び、より多くの電子がターゲット領域から抜け出し、ガス原子と相互作用することで、基板近傍のプラズマ密度が増加します。このプラズマ密度の増加は、基板でのイオンフラックスとエネルギーの増加につながり、イオンボンバードメントを強化し、密着性、密度、硬度などの膜特性を向上させます。アンバランスマグネトロンは、ターゲットから基板までの距離が大きくても高い成膜速度と膜質を維持できるため、複雑な形状の基板や大きなチャンバー容積での成膜に特に有効です。概要
- バランスマグネトロン： 対称磁場、均一なターゲット侵食、基板への低いイオンフラックス、均一な成膜に適している。
アンバランスマグネトロン：
非対称磁場、基板近傍のプラズマ密度の増加、イオンフラックスとエネルギーの増加、成膜特性の向上、複雑な形状や大きなシステムに適している。
