Sota la influència de camps electromagnètics mútuament perpendiculars, els electrons es mouen de manera cicloïdal i s'uneixen a la superfície objectiu, la qual cosa allarga la seva trajectòria al plasma i augmenta la seva participació en el procés de col·lisió i ionització de les molècules de gas, ionitzant més ions i millorant la velocitat d'ionització del gas. La descàrrega es pot mantenir fins i tot sota una pressió de gas més baixa. Per tant, la pulverització de magnetrons no només redueix la pressió del gas durant el procés de pulverització, sinó que també millora l'eficiència de la pulverització i la taxa de deposició.
No obstant això, la polverització de magnetrons equilibrada també té els seus inconvenients. Per exemple, a causa del camp magnètic, els electrons generats per la descàrrega brillant i els electrons secundaris escampats estan estretament confinats a la proximitat de la superfície objectiu pel camp magnètic paral·lel. La regió del plasma està fortament limitada a una àrea d'aproximadament 60 mm a la superfície objectiu. A mesura que augmenta la distància de la superfície diana, la concentració plasmàtica disminueix ràpidament. En aquest punt, la peça de treball només es pot col·locar dins d'un rang de 50 a 100 mm a la superfície objectiu del magnetró per millorar l'efecte del bombardeig iònic.
Aquesta àrea de recobriment eficaç curta limita les dimensions geomètriques de la peça a recobrir, la qual cosa la fa inadequada per a peces de treball més grans o càrregues de forn, restringint així l'aplicació de la tecnologia de catòfora de magnetrons. A més, durant la polverització equilibrada de magnetrons, les partícules objectiu expulsades tenen una energia més baixa, la qual cosa resulta en una força d'unió del substrat de pel·lícula-deficient. Els àtoms dipositats de baixa-energia tenen poca mobilitat a la superfície del substrat, formant fàcilment pel·lícules primes poroses, rugoses i columnars. Tot i que augmentar la temperatura de la peça de treball pot millorar l'estructura i les propietats de la pel·lícula, en molts casos, el material de la peça no pot suportar l'alta temperatura requerida.
L'aparició de la polsada de magnetrons desequilibrada supera parcialment les deficiències-esmentades anteriorment. Dirigeix el plasma des de la superfície de l'objectiu del càtode a un rang de 200 a 300 mm davant de l'objectiu de la catòdica, submergint el substrat al plasma, tal com es mostra a la figura. D'aquesta manera, d'una banda, els àtoms i les partícules polveritzades es dipositen a la superfície del substrat formant una pel·lícula fina; d'altra banda, el plasma bombardeja el substrat amb una certa energia, actuant com a agent de deposició assistida per un feix d'ions-, millorant molt la qualitat de la pel·lícula.
Desequilibratsistemes de catòfora amb magnetronstenen dues estructures. Un tipus té una intensitat de camp magnètic més gran al nucli que a l'anell exterior, i les línies de camp magnètic no estan tancades, sent dibuixades cap a la paret de la cambra de buit, donant lloc a una baixa densitat de plasma a la superfície del substrat. Per tant, aquest mètode s'utilitza rarament. Un altre mètode implica una intensitat de camp magnètic de l'anell exterior superior a la força del camp magnètic del nucli. Les línies de camp magnètic no formen un bucle completament tancat, amb algunes de les línies de camp magnètic de l'anell exterior que s'estenen fins a la superfície del substrat. Això permet que alguns electrons secundaris escapen de la regió de la superfície objectiu al llarg de les línies del camp magnètic i xoquin amb partícules neutres, ionitzant-les.
El plasma ja no està completament confinat a la regió de la superfície objectiu, però pot arribar a la superfície del substrat, augmentant encara més la concentració d'ions a l'àrea de deposició i augmentant la densitat de corrent d'ions del substrat, arribant normalment a més de 5 mA/cm². D'aquesta manera, la font de pulverització també actua com una font d'ions bombardejant la superfície del substrat. La densitat de corrent del feix d'ions del substrat és proporcional a la densitat de corrent objectiu. L'augment de la densitat de corrent objectiu condueix a una taxa de deposició més alta, mentre que l'augment de la densitat de corrent del feix d'ions del substrat proporciona un cert efecte de bombardeig a la superfície de la pel·lícula dipositada.
El bombardeig d'ions de polverització de magnetrons desequilibrat pot netejar la capa d'òxid i altres impureses de la peça de treball abans del recobriment, activar la superfície de la peça i formar una pseudo-capa de difusió a la superfície de la peça, que ajuda a millorar l'adhesió entre la pel·lícula i la superfície de la peça. Durant el procés de recobriment, el bombardeig de partícules carregades energèticament pot aconseguir el propòsit de modificar la pel·lícula. Per exemple, el bombardeig d'ions tendeix a desenganxar les partícules poc unides i que sobresurten de la pel·lícula, interrompent el creixement dominant de l'estat cristal·lí o condensat de la pel·lícula, produint així una pel·lícula més densa, més uniforme i uniforme, i pot dipositar recobriments d'alt rendiment a temperatures més baixes.
L'aplicació de la tecnologia de deposició al buit amb magnetrons desequilibrats ha resolt el problema de dipositar pel·lícules denses i complexes que es troben en la catòfora de magnetrons equilibrada. Tanmateix, és difícil dipositar pel·lícules uniformes sobre substrats complexos mitjançant un únic objectiu de magnetró desequilibrat. A més, a mesura que els electrons volen cap al substrat, alguns electrons s'adsorbeixen a les parets de la cambra de buit a mesura que la força del camp magnètic es debilita, provocant una disminució de les concentracions d'electrons i ions. Per solucionar-ho, els investigadors han desenvolupat sistemes de catòfora de magnetrons desequilibrats de múltiples-objectius per superar les deficiències de la pulverització de magnetrons desequilibrats d'un sol-objectiu. Els sistemes de polverització magnètica desequilibrada multi-objectiu es poden dividir en pols magnètics desequilibrats de camp magnètic tancat amb pols magnètics adjacents oposats els uns als altres i pols magnètics adjacents idèntics entre ells, com es mostra a la figura per a camp magnètic -{7}dual{7}}{7}magnètic objectiu i mirall{8} objectiu.
Si comparem les distribucions de camp magnètic dels parells d'objectius no-de camp tancat de -camp no d'equilibri- i dels parells d'objectius mirall, es pot veure que la diferència de camp magnètic no és significativa a prop de la superfície de l'objectiu. El camp magnètic transversal entre els pols magnètics interior i exterior confina els electrons, formant una regió de càtode de plasma altament ionitzada. Dins d'aquesta regió, els ions positius espolvoren fortament i graven la superfície diana, expulsant un gran nombre de partícules diana que volen cap a la superfície del substrat. Als pols magnètics de l'anell interior i exterior, especialment als pols magnètics més forts de l'anell exterior, domina el camp magnètic longitudinal, convertint-se en el canal principal perquè els electrons secundaris escapen de la superfície objectiu.
Aquest es converteix en el canal principal per transportar partícules carregades a la zona de recobriment. La comparació de la distribució del camp magnètic dels camps magnètics tancats i dels camps magnètics mirall dins de l'àrea de recobriment revela una diferència significativa. Per als parells d'objectius mirall, a causa de la repulsió mútua entre els dos camps magnètics objectiu, els camps magnètics longitudinals es veuen obligats a doblegar-se cap a l'exterior des de l'àrea de recobriment (paret de la cambra de buit), fent que els electrons siguin guiats a la paret de la cambra de buit i es perdin, reduint així el nombre total d'electrons i, posteriorment, d'ions.
Com que el mètode del camp magnètic mirall no pot limitar els electrons de manera eficaç, no es millora l'eficiència de la polsadora de plasma. En canvi, el camp magnètic longitudinal d'un parell d'objectius no -d'equilibri de camp magnètic tancat es tanca dins de l'àrea de recobriment. Sempre que la força del camp magnètic sigui suficient, els electrons només es poden moure entre l'àrea de recobriment i els dos objectius, evitant la pèrdua d'electrons i augmentant així la concentració d'ions a l'àrea de recobriment, millorant significativament l'eficiència de la polverització.
