雙脈沖高功率磁控濺射放電特性及CrN薄膜沉積研究.pdf

1、高功率磁控濺射技術(shù)具有膜層致密、膜基結(jié)合力好以及薄膜均勻等優(yōu)點(diǎn)，但是其較低的沉積速率成為制約其發(fā)展的重要因素。針對(duì)高功率沉積速率低的缺點(diǎn)，國內(nèi)外提出了很多解決方法，包括直流復(fù)合脈沖高功率技術(shù)和MPP技術(shù)，但這幾種技術(shù)在提高高功率沉積速率的同時(shí)降低了高功率的離化率。
　　針對(duì)高功率磁控濺射技術(shù)的缺點(diǎn)，本文提出了一種新型的雙脈沖復(fù)合高功率磁控濺射技術(shù)。通過電壓較高的引燃脈沖激發(fā)高密度等離子體，再利用電壓較低的工作脈沖維持等離子體放電，

2、并降低高功率磁控濺射的靶材回吸作用。
　　通過雙脈沖高功率在真空室Cr靶放電，研究了不同引燃脈沖電壓與脈寬，不同工作脈沖電壓與脈寬以及不同氣壓對(duì)單位功率下靶材平均電流與到達(dá)基體的離子數(shù)的影響，并通過光譜分析不同參數(shù)下靶材表面等離子體中Ar（0）、Ar（1+）以及Cr（0）特征譜線強(qiáng)度。分別在不同引燃脈沖電壓與引燃脈沖脈寬條件下制備了CrN薄膜。通過分析其表面與截面形貌、相結(jié)構(gòu)、硬度、壓痕以及摩擦磨損特性，研究不同引燃脈沖參數(shù)對(duì)Cr

3、N薄膜結(jié)構(gòu)性能的影響。
　　雙脈沖高功率在真空室Cr靶放電與光譜特性表明，雙脈沖高功率離化率以及濺射Cr原子數(shù)比傳統(tǒng)高功率更多。引燃脈沖電壓、脈寬越高，工作脈沖電壓越高，轟擊到基體的離子數(shù)越多；工作脈沖脈寬約寬，轟擊到基體的離子數(shù)越少。隨著引燃脈沖電壓、脈寬，工作電壓的增加，Ar（0）光譜強(qiáng)度減小，Ar（1+）與Cr（0）光譜強(qiáng)度增加。隨著工作脈沖脈寬的增加，Ar（0）、Ar（1+）與Cr（0）的光譜強(qiáng)度增加。隨著氣壓的增加，Ar