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，但是其較低的沉積速率成為制約其發(fā)展的重要因素。針對高功率沉積速率低的缺點，國內(nèi)外提出了很多解決方法，包括直流復合脈沖高功率技術(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降低了高功率的離化率。
　　針對高功率磁控濺射技術(shù)的缺點，本文提出了一種新型的雙脈沖復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單位功率下靶材平均電流與到達基體的離子數(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）光譜強度減小，Ar（1+）與Cr（0）光譜強度增加。隨著工作脈沖脈寬的增加，Ar（0）、Ar（1+）與Cr（0）的光譜強度增加。隨著氣壓的增加，Ar