O dan ddylanwad meysydd electromagnetig perpendicwlar ar y cyd, mae electronau'n symud mewn modd cycloidal ac yn rhwym i'r wyneb targed, sy'n ymestyn eu taflwybr yn y plasma ac yn cynyddu eu cyfranogiad ym mhroses gwrthdrawiadau ac ïoneiddio moleciwlau nwy, gan ïoneiddio mwy o ïonau a gwella cyfradd ionization y nwy. Gellir cynnal y gollyngiad hyd yn oed o dan bwysau nwy is. Felly, mae sputtering magnetron nid yn unig yn lleihau'r pwysau nwy yn ystod y broses sputtering, ond hefyd yn gwella effeithlonrwydd sputtering a chyfradd dyddodiad.
Fodd bynnag, mae gan sputtering magnetron cytbwys ei anfanteision hefyd. Er enghraifft, oherwydd y maes magnetig, mae electronau a gynhyrchir gan ollyngiad glow ac electronau eilaidd sputtered wedi'u cyfyngu'n dynn i gyffiniau'r arwyneb targed gan y maes magnetig cyfochrog. Mae'r rhanbarth plasma wedi'i gyfyngu'n gryf i ardal o tua 60 mm ar yr wyneb targed. Wrth i'r pellter o'r wyneb targed gynyddu, mae'r crynodiad plasma yn gostwng yn gyflym. Ar y pwynt hwn, dim ond o fewn ystod o 50-100 mm y gellir gosod y darn gwaith ar wyneb targed magnetron i wella effaith peledu ïon.
Mae'r ardal cotio effeithiol fer hon yn cyfyngu ar ddimensiynau geometrig y darn gwaith i'w gorchuddio, gan ei gwneud yn anaddas ar gyfer gweithfannau mwy neu lwythi ffwrnais, gan gyfyngu ar gymhwyso technoleg sputtering magnetron. Ar ben hynny, yn ystod sputtering magnetron cytbwys, mae gan y gronynnau targed sy'n cael eu taflu allan egni is, gan arwain at gryfder bondio swbstrad ffilm gwael. Mae gan atomau ynni isel a adneuwyd symudedd isel ar wyneb y swbstrad, gan ffurfio ffilmiau tenau mandyllog, garw, colofnog yn hawdd. Er y gall cynyddu tymheredd y workpiece wella strwythur a phriodweddau'r ffilm, mewn llawer o achosion, ni all y deunydd workpiece ei hun wrthsefyll y tymheredd uchel gofynnol.
Mae ymddangosiad sputtering magnetron anghytbwys yn rhannol oresgyn y diffygion a grybwyllwyd uchod. Mae'n cyfeirio'r plasma o'r wyneb targed catod i ystod o 200-300 mm o flaen y targed sputtering, gan drochi'r swbstrad yn y plasma, fel y dangosir yn y ffigur. Yn y modd hwn, ar y naill law, mae atomau sputtered a gronynnau yn adneuo ar wyneb y swbstrad i ffurfio ffilm denau; ar y llaw arall, mae'r plasma yn peledu'r swbstrad ag egni penodol, gan weithredu fel asiant dyddodiad â chymorth pelydr ïon, gan wella ansawdd y ffilm yn fawr.
Anghytbwyssystemau sputtering magnetroncael dau strwythur. Mae gan un math gryfder maes magnetig uwch yn y craidd nag yn y cylch allanol, ac nid yw'r llinellau maes magnetig ar gau, yn cael eu tynnu tuag at wal y siambr gwactod, gan arwain at ddwysedd plasma isel ar wyneb y swbstrad. Felly, anaml y defnyddir y dull hwn. Mae dull arall yn cynnwys cryfder maes magnetig cylch allanol sy'n uwch na chryfder y maes magnetig craidd. Nid yw'r llinellau maes magnetig yn ffurfio dolen gwbl gaeedig, gyda rhai o linellau maes magnetig y cylch allanol yn ymestyn i wyneb y swbstrad. Mae hyn yn caniatáu i rai electronau eilaidd ddianc o'r rhanbarth arwyneb targed ar hyd y llinellau maes magnetig a gwrthdaro â gronynnau niwtral, gan eu ïoneiddio.
Nid yw'r plasma bellach wedi'i gyfyngu'n llwyr i'r rhanbarth arwyneb targed ond gall gyrraedd wyneb y swbstrad, gan gynyddu ymhellach y crynodiad ïon yn yr ardal dyddodiad a chodi dwysedd cerrynt ïon y swbstrad, gan gyrraedd uwchlaw 5 mA/cm² yn nodweddiadol. Yn y modd hwn, mae'r ffynhonnell sputtering hefyd yn gweithredu fel ffynhonnell ïon yn peledu wyneb y swbstrad. Mae dwysedd cerrynt trawst ïon y swbstrad yn gymesur â'r dwysedd cyfredol targed. Mae dwysedd cerrynt targed cynyddol yn arwain at gyfradd dyddodiad uwch, tra bod dwysedd cerrynt trawst ïon swbstrad cynyddol yn darparu effaith peledu benodol ar wyneb y ffilm a adneuwyd.
Gall peledu ïon sputtering magnetron anghytbwys lanhau'r haen ocsid ac amhureddau eraill ar y darn gwaith cyn ei orchuddio, actifadu wyneb y gweithle, a ffurfio haen drylediad ffug ar wyneb y gweithle, sy'n helpu i wella'r adlyniad rhwng y ffilm ac arwyneb y darn gwaith. Yn ystod y broses cotio, gall peledu gronynnau â gwefr egnïol gyflawni pwrpas addasu'r ffilm. Er enghraifft, mae peledu ïon yn dueddol o dynnu gronynnau sydd wedi'u bondio'n rhydd ac sy'n ymwthio allan o'r ffilm, gan dorri ar draws tyfiant dominyddol cyflwr crisialog neu gyddwys y ffilm, a thrwy hynny gynhyrchu ffilm ddwysach, fwy unffurf a mwy unffurf, a gall adneuo haenau perfformiad uchel ar dymheredd is.
Mae cymhwyso technoleg dyddodiad gwactod sputtering magnetron anghytbwys wedi datrys y broblem o adneuo ffilmiau trwchus a chymhleth y daethpwyd ar eu traws mewn sputtering magnetron cytbwys. Fodd bynnag, mae'n anodd adneuo ffilmiau unffurf ar swbstradau cymhleth gan ddefnyddio targed magnetron sengl anghytbwys. Ar ben hynny, wrth i electronau hedfan tuag at y swbstrad, mae rhai electronau'n cael eu harsugno ar waliau'r siambr wactod wrth i gryfder y maes magnetig wanhau, gan arwain at ostyngiad mewn crynodiadau electronau ac ïon. Er mwyn mynd i'r afael â hyn, mae ymchwilwyr wedi datblygu systemau taenellu magnetron anghytbwys aml-targed i oresgyn diffygion taenellu magnetron targed sengl. Gellir rhannu systemau aml-targed anghytbwys magnetron sputtering i faes magnetig caeedig anghytbwys sputtering magnetron gyda pholion magnetig cyfagos gyferbyn â'i gilydd a drych maes magnetig sputtering anghytbwys â pholion magnetig cyfagos union yr un fath â'i gilydd, fel y dangosir yn y ffigur ar gyfer maes magnetig caeedig deuol targed a maes magnetig targed deuol.
Wrth gymharu dosraniadau maes magnetig parau targed ecwilibriwm caeedig a pharau targed drych, gellir gweld nad yw'r gwahaniaeth maes magnetig yn sylweddol ger yr arwyneb targed. Mae'r maes magnetig traws rhwng y polion magnetig mewnol ac allanol yn cyfyngu electronau, gan ffurfio rhanbarth catod plasma ïoneiddiedig iawn. O fewn y rhanbarth hwn, mae ïonau positif yn sputter yn gryf ac yn ysgythru yr arwyneb targed, gan sputtering allan nifer fawr o ronynnau targed sy'n hedfan tuag at wyneb y swbstrad. Yn y polion magnetig cylch mewnol ac allanol, yn enwedig yn y polion magnetig cylch allanol cryfach, mae'r maes magnetig hydredol yn dominyddu, gan ddod yn brif sianel i electronau eilaidd ddianc rhag yr wyneb targed.
Dyma'r brif sianel ar gyfer cludo gronynnau wedi'u gwefru i'r ardal cotio. Mae cymharu dosbarthiad maes magnetig meysydd magnetig caeedig a drych meysydd magnetig o fewn yr ardal cotio yn datgelu gwahaniaeth sylweddol. Ar gyfer parau targed drych, oherwydd y gwrthyriad cilyddol rhwng y ddau faes magnetig targed, mae'r meysydd magnetig hydredol yn cael eu gorfodi i blygu allan o'r ardal cotio (wal siambr wactod), gan achosi electronau i gael eu harwain i wal y siambr gwactod a cholli, gan leihau nifer cyffredinol yr electronau ac ïonau wedi hynny.
Oherwydd na all y dull maes magnetig drych gyfyngu'n effeithiol ar electronau, nid yw effeithlonrwydd sbuttering plasma yn gwella. Mewn cyferbyniad, mae maes magnetig hydredol maes magnetig caeedig nad yw'n{1}}bâr targed cydbwysedd wedi'i gau o fewn yr ardal cotio. Cyn belled â bod cryfder y maes magnetig yn ddigonol, dim ond rhwng yr ardal cotio a'r ddau darged y gall electronau symud, gan osgoi colli electronau a thrwy hynny gynyddu'r crynodiad ïon yn yr ardal cotio, gan wella effeithlonrwydd sputtering yn sylweddol.
