নং 1 উচ্চ ক্ষমতার স্পন্দিত ম্যাগনেট্রন স্পুটারিংয়ের নীতি
উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন পালসড ম্যাগনেট্রন স্পুটারিং কৌশল উচ্চ পিক পালস পাওয়ার (প্রচলিত ম্যাগনেট্রন স্পুটারিংয়ের চেয়ে 2-3 মাত্রার বেশি) এবং কম পালস ডিউটি চক্র (0.5%-10%) ব্যবহার করে উচ্চ ধাতব বিয়োগ হার (> 50%) অর্জন করে, যা ম্যাগনেট্রন স্পুটারিং বৈশিষ্ট্য থেকে উদ্ভূত, যেমনটি চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে, যেখানে পিক টার্গেট কারেন্ট ঘনত্ব I ডিসচার্জ ভোল্টেজ U, I = kUn (n হল ক্যাথোড কাঠামো, চৌম্বক ক্ষেত্র এবং উপাদানের সাথে সম্পর্কিত একটি ধ্রুবক) এর সূচকীয় nতম পাওয়ারের সমানুপাতিক। কম পাওয়ার ঘনত্বে (কম ভোল্টেজ) n মান সাধারণত 5 থেকে 15 এর মধ্যে থাকে; ক্রমবর্ধমান ডিসচার্জ ভোল্টেজের সাথে, কারেন্ট ঘনত্ব এবং পাওয়ার ঘনত্ব দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং উচ্চ ভোল্টেজে n মান চৌম্বক ক্ষেত্রের সীমাবদ্ধতা হ্রাসের কারণে 1 হয়ে যায়। যদি কম পাওয়ার ঘনত্বে, গ্যাস নিঃসরণ স্বাভাবিক স্পন্দিত ডিসচার্জ মোডে থাকা গ্যাস আয়ন দ্বারা নির্ধারিত হয়; যদি উচ্চ শক্তি ঘনত্বে, প্লাজমাতে ধাতব আয়নের অনুপাত বৃদ্ধি পায় এবং কিছু পদার্থ পরিবর্তন হয়, অর্থাৎ স্ব-স্পটারিং মোডে, অর্থাৎ প্লাজমাটি স্পুটারড নিউট্রাল কণা এবং সেকেন্ডারি ধাতব আয়নগুলির আয়নীকরণ দ্বারা রক্ষণাবেক্ষণ করা হয় এবং Ar এর মতো জড় গ্যাস পরমাণুগুলি কেবল প্লাজমা জ্বালানোর জন্য ব্যবহৃত হয়, যার পরে স্পুটারড ধাতব কণাগুলি লক্ষ্যবস্তুর কাছে আয়নিত হয় এবং উচ্চ কারেন্ট স্রাব বজায় রাখার জন্য চৌম্বক এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়ায় স্পুটারড লক্ষ্যবস্তুতে বোমাবর্ষণ করার জন্য ত্বরান্বিত হয় এবং প্লাজমাটি অত্যন্ত আয়নিত ধাতব কণা। টার্গেটের উপর তাপ প্রভাবের স্পুটারিং প্রক্রিয়ার কারণে, শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে টার্গেটের স্থিতিশীল অপারেশন নিশ্চিত করার জন্য, টার্গেটের উপর সরাসরি প্রয়োগ করা পাওয়ার ঘনত্ব খুব বেশি হতে পারে না, সাধারণত সরাসরি জল শীতলকরণ এবং টার্গেট উপাদান তাপ পরিবাহিতা 25 W / cm2 নীচের ক্ষেত্রে হওয়া উচিত, পরোক্ষ জল শীতলকরণ, টার্গেট উপাদান তাপ পরিবাহিতা দুর্বল, তাপীয় চাপের কারণে খণ্ডিতকরণের কারণে সৃষ্ট টার্গেট উপাদান বা টার্গেট উপাদানে কম উদ্বায়ী খাদ উপাদান থাকে এবং পাওয়ার ঘনত্বের অন্যান্য ক্ষেত্রে কেবল 2 ~ 15 W / cm2 নীচের হতে পারে, উচ্চ শক্তি ঘনত্বের প্রয়োজনীয়তার অনেক নীচে। টার্গেট ওভারহিটিং সমস্যা খুব সংকীর্ণ উচ্চ শক্তি পালস ব্যবহার করে সমাধান করা যেতে পারে। অ্যান্ডার্স উচ্চ-শক্তি পালসড ম্যাগনেট্রন স্পুটারিংকে এক ধরণের পালসড স্পুটারিং হিসাবে সংজ্ঞায়িত করেছেন যেখানে সর্বোচ্চ শক্তি ঘনত্ব গড় শক্তি ঘনত্বকে 2 থেকে 3 মাত্রার অর্ডার ছাড়িয়ে যায়, এবং টার্গেট আয়ন স্পুটারিং স্পুটারিং প্রক্রিয়ায় প্রাধান্য পায়, এবং টার্গেট স্পুটারিং পরমাণুগুলি অত্যন্ত বিচ্ছিন্ন।
নং 2 উচ্চ ক্ষমতার পালসড ম্যাগনেট্রন স্পুটারিং লেপ জমার বৈশিষ্ট্য
উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন পালসড ম্যাগনেট্রন স্পুটারিং উচ্চ বিয়োজন হার এবং উচ্চ আয়ন শক্তি সহ প্লাজমা তৈরি করতে পারে এবং চার্জিত আয়নগুলিকে ত্বরান্বিত করার জন্য পক্ষপাত চাপ প্রয়োগ করতে পারে এবং আবরণ জমার প্রক্রিয়াটি উচ্চ-শক্তি কণা দ্বারা বোমাবর্ষণ করা হয়, যা একটি সাধারণ IPVD প্রযুক্তি। আবরণের গুণমান এবং কর্মক্ষমতার উপর আয়ন শক্তি এবং বিতরণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে।
বিখ্যাত থর্টন স্ট্রাকচারাল রিজিওন মডেলের উপর ভিত্তি করে, আইপিভিডি সম্পর্কে, অ্যান্ডার্স একটি স্ট্রাকচারাল রিজিওন মডেল প্রস্তাব করেছিলেন যার মধ্যে প্লাজমা ডিপোজিশন এবং আয়ন এচিং অন্তর্ভুক্ত ছিল, থর্টন স্ট্রাকচারাল রিজিওন মডেলে আবরণ কাঠামো এবং তাপমাত্রা এবং বায়ুচাপের মধ্যে সম্পর্ককে আবরণ কাঠামো, তাপমাত্রা এবং আয়ন শক্তির মধ্যে সম্পর্কের সাথে প্রসারিত করেছিলেন, যেমনটি ছবি 2-এ দেখানো হয়েছে। কম শক্তির আয়ন ডিপোজিওন লেপের ক্ষেত্রে, আবরণ কাঠামো থর্টন স্ট্রাকচার জোন মডেলের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। ডিপোজিওন তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে, অঞ্চল 1 (আলগা ছিদ্রযুক্ত ফাইবার স্ফটিক) থেকে অঞ্চল T (ঘন ফাইবার স্ফটিক), অঞ্চল 2 (কলামার স্ফটিক) এবং অঞ্চল 3 (পুনঃস্ফটিকীকরণ অঞ্চল) এ রূপান্তর ঘটে; ডিপোজিওন আয়ন শক্তি বৃদ্ধির সাথে সাথে, অঞ্চল 1 থেকে অঞ্চল T, অঞ্চল 2 এবং অঞ্চল 3 এ রূপান্তর তাপমাত্রা হ্রাস পায়। উচ্চ-ঘনত্বের ফাইবার স্ফটিক এবং কলামার স্ফটিক কম তাপমাত্রায় প্রস্তুত করা যেতে পারে। যখন জমা আয়নগুলির শক্তি 1-10 eV ক্রম বৃদ্ধি পায়, তখন জমা আবরণ পৃষ্ঠের উপর আয়নগুলির বোমাবর্ষণ এবং এচিং বৃদ্ধি পায় এবং আবরণের পুরুত্ব বৃদ্ধি পায়।
নং 3 উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন পালসড ম্যাগনেট্রন স্পুটারিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে শক্ত আবরণ স্তর প্রস্তুতকরণ
উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন পালসড ম্যাগনেট্রন স্পুটারিং প্রযুক্তি দ্বারা প্রস্তুত আবরণটি আরও ঘন, উন্নত যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং উচ্চ তাপমাত্রার স্থিতিশীলতা সহ। ছবি 3-এ দেখানো হয়েছে, প্রচলিত ম্যাগনেট্রন স্পুটারড TiAlN আবরণটি একটি কলামার স্ফটিক কাঠামো যার কঠোরতা 30 GPa এবং একটি ইয়ং'স মডুলাস 460 GPa; HIPIMS-TiAlN আবরণ 34 GPa কঠোরতা যেখানে ইয়ং'স মডুলাস 377 GPa; কঠোরতা এবং ইয়ং'স মডুলাসের মধ্যে অনুপাত আবরণের শক্ততার পরিমাপ। উচ্চ কঠোরতা এবং ছোট ইয়ং'স মডুলাস মানে আরও ভাল শক্ততা। HIPIMS-TiAlN আবরণের উচ্চ তাপমাত্রার স্থিতিশীলতা রয়েছে, উচ্চ তাপমাত্রা অ্যানিলিং ট্রিটমেন্টের পরে 1,000 °C তাপমাত্রায় 4 ঘন্টা ধরে প্রচলিত TiAlN আবরণে AlN ষড়ভুজাকার পর্যায়টি অবক্ষয়িত হয়। উচ্চ তাপমাত্রায় আবরণের কঠোরতা হ্রাস পায়, যখন একই তাপমাত্রা এবং সময়ে তাপ চিকিত্সার পরে HIPIMS-TiAlN আবরণ অপরিবর্তিত থাকে। HIPIMS-TiAlN আবরণে প্রচলিত আবরণের তুলনায় উচ্চ তাপমাত্রার জারণ তাপমাত্রা বেশি থাকে। অতএব, PVD প্রক্রিয়া দ্বারা প্রস্তুত অন্যান্য আবরণযুক্ত সরঞ্জামের তুলনায় HIPIMS-TiAlN আবরণ উচ্চ-গতির কাটিং সরঞ্জামগুলিতে অনেক ভালো কর্মক্ষমতা দেখায়।
পোস্টের সময়: নভেম্বর-০৮-২০২২