高功率脈沖磁控濺射金屬原子離化率的調(diào)控及其對(duì)薄膜性能的影響.pdf

1、高功率脈沖磁控濺射技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型的物理氣相沉積方法，等離子體密度可高達(dá)1018 m-3數(shù)量級(jí)，靶材原子的離化率可高達(dá)90％。金屬離子在沉膜過程中受磁場(chǎng)磁力線和靶上施加的負(fù)電壓的作用，被束縛在靶附近，大大降低了基片前的離子數(shù)量。然而在薄膜的工業(yè)應(yīng)用中，基片前的金屬離化率將顯著影響薄膜的結(jié)構(gòu)和性能。因此，研究影響濺射靶金屬原子離化率的關(guān)鍵因素以及基片前的金屬原子離化率對(duì)于薄膜的沉積具有重要意義。
　　本文采用等離子體發(fā)

2、射光譜法研究了峰值電流對(duì)高功率脈沖磁控濺射沉積純鈦薄膜過程中等離子體組分及離化率的影響。采用發(fā)射光譜法及離子流檢測(cè)裝置分析了峰值電流變化對(duì)基片前的等離子體組分、金屬原子離化率及純鈦薄膜結(jié)構(gòu)、性能的影響，研究結(jié)果表明，在平均功率相同的情況下，隨著峰值電流的增加，基片前的等離子體密度及金屬原子的離化率增加，而純鈦薄膜沉積速率卻隨峰值電流的增加而降低;隨著基片前金屬原子離化率的增加，純鈦薄膜的殘余應(yīng)力由拉應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力，且鈦膜的晶粒大小和表面

3、粗糙度隨離化率的增加而降低。
　　采用高功率脈沖磁控濺射技術(shù)沉積氮化鈦薄膜，研究當(dāng)濺射平均功率相同時(shí)，濺射峰值電流對(duì)金屬原子離化程度、氮化鈦薄膜結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，在濺射平均功率相同時(shí)，氮化鈦薄膜的沉積速率隨峰值電流的增加而降低。較低峰值電流時(shí)，氮化鈦薄膜(111)晶面平行樣品表面擇優(yōu)生長(zhǎng);高的峰值電流導(dǎo)致了高的金屬離化率，提高了離子對(duì)薄膜的轟擊，氮化鈦薄膜(200)晶面平行樣品表面擇優(yōu)生長(zhǎng)。金屬離化率的提高使Ti