Идея снижения содержания МЧ

Температура электронов повышается на порядок (до 25 эВ против 2,5 эВ, характерных для обычных условий). Такой энергии достаточно для ударной доионизации нейтральных паров металла. В присутствии азота происходит диссоциация молекул и ионизация атомов газа. В результате выходной поток газометаллической плазмы становится полностью ионизированным. В таких условиях, по оценкам авторов, возможно полное испарение МЧ диаметром до 5 мкм. Частицы, имеющие размеры до 10 мкм, теряют до 50% своей массы. Таким образом, испарение частиц на пути к подложке в рассматриваемом устройстве является существенным фактором снижения их концентрации в общем потоке плазмы. Высокое энергосодержание плазмы обусловливает эффективное образование TiN на поверхности катода, что, в свою очередь, способствует снижению эмиссии МЧ. Авторы утверждают, что в их источнике плазмы магнитные поля повышенной напряжённости интенсифицируют и другие факторы подавления этой эмиссии. Происходит расщепление катодных пятен на ряд более мелких фрагментов, в которых процесс выхода МЧ ослабляется вследствие уменьшения давления обратных потоков ионов, приходящихся на один фрагмент КП. До предельных значений повышается скорость направленного движения КП (до - 25 м/с в случае Ti).

Мерой (коэффициентом) эффективности источников плазмы с магнитной фокусировкой принято считать отношение выходного ионного тока насыщения к току дуги 1агс (коэффициент эффективности т = 1/1ап). Для источников с фокусирующими полями порядка 5-8 мТл, достаточными для частичной замагниченности плазмы, максимальная величина т составляет -8-10%. Для источника с повышенной напряжённостью поля коэффициент т растёт с усилением поля, при 90 мТл достигает максимума (около 6%), с дальнейшим ростом - падает и при 150 мТл составляет уже только 3,7%. Уменьшение т при сильных магнитных полях обусловлено отражением периферийной части потока от магнитного зеркала на входе в фокусирующую линзу.