онів (в): 1 - катод-мішень; 2 - силова лінія магнітного поля; 3 - Еквіпотенціальна поверхню на кордоні темного катодного простору.
З рис. 1.9 видно, що електрони, еміттірованних з країв зони розпилення, рухаються уздовж силової лінії магнітного поля до середини зони розпилення під дією складової швидкості v?? , В той час як рух у напрямку v ^ обмежено сильним поперечним магнітним полем. Концентрація електронів над середньою частиною зони розпилення призводить до збільшення інтенсивності іонізуючих зіткнень і, отже, зростання щільності плазми в цій галузі. В результаті цього щільність іонного струму по зоні розпилення неоднорідна: сильніше в центрі і слабкіше біля кордонів.
Формування просторових зарядів в плазмі
Дослідження розряду в схрещених електричному і магнітному полях показали, що магнітне поле робить дуже сильний вплив на параметри і структуру розряду. Оскільки рух іонів в плазмі слабо залежить від використовуваних в МРС магнітних полів, рухливість електронів поперек магнітного поля стає значно нижче, ніж для іонів, і догляд електронів на анод при великих магнітних полях утруднений. Це призводить до того, що у анода утворюється негативний об'ємний заряд і формується анодний шар, в якому відбувається анодне падіння потенціалу. При досить великому магнітному полі майже все прикладена напруга може падати в анодному шарі. Електрони, прискорюючись в цій області, іонізують атоми газу, внаслідок чого домінуючою областю іонізації стає пріанодном область, причому товщина анодного шару є функцією магнітного поля. Таким чином, у разі охрещених електромагнітних полів можуть спостерігатися три типи розрядів залежно від величини магнітного поля: розряд з областю катодного падіння, розряд з областю анодного падіння і розряд з одночасним існуванням обох областей.
Аналіз різних варіантів конструкції магнетронних розпилювальних систем показує, що всі вони в діапазоні використовуваних для розряду магнітних полів (0,03-0,1 Т) характеризуються наявністю, як позитивного у катода, так і негативного у анода просторових зарядів, причому анодное падіння потенціалу зростає з ростом індукції магнітного поля.
Коливання в плазмі і виникнення нестабильностей
У плазмі, що знаходиться в магнітному полі, виникають хвильові явища. Електрони можуть здійснювати коливання уздовж силових ліній магнітного поля. Крім того, електрони роблять коливання поперек силових ліній магнітного поля. У плазмі можуть виникати коливання іонного струму, в діапазоні частот 50-500 кГц.
Коливання електронного і іонного струмів, а також дрейфовий характер руху частинок в схрещених неоднорідних електричному і магнітному полях призводять до виникнення нестабильностей в плазмі. Умови виникнення цих нестабильностей визначаються величиною індукції магнітного поля, конфігурацією магнітної пастки, а також робочим тиском, причому за певних умов і геометрії магнетронній системи існують критичні значення цих величин [15].
Перший тип електричних дуг спостерігається при запалюванні розряду, пов'язаний з наявністю забруднень і оксидів на розпилюється поверхні і пояснюється пробоєм діелектричної плівки окислів, існуючих на мішені, і локальним збільшенням електронної емісії при наявності забруднень. У міру іонного очищення розпилюється поверхні ці дуги припиняються. Час...
