No.1 Potentzia handiko magnetron pultsatuko sputtering printzipioa
Potentzia handiko magnetron pultsatuko sputtering-teknikak pultsu-potentzia altua (2-3 magnitude-ordena ohiko magnetron sputtering baino handiagoa) eta pultsu-ziklo txikia (% 0,5-% 10) erabiltzen ditu metalen disoziazio-tasa altuak (>% 50) lortzeko, hau da. magnetron sputtering ezaugarrietatik eratorria da, 1. irudian erakusten den moduan, non helburuko korronte dentsitate gailurra I deskarga-tentsioaren n-garren potentzia esponentzialarekiko proportzionala den, I = kUn (n katodoaren egiturarekin, eremu magnetikoarekin erlazionatutako konstantea den). eta materiala).Potentzia-dentsitate baxuagoetan (tentsio baxua) n balioa 5 eta 15 bitartekoa izan ohi da;deskarga-tentsioa handituz gero, korronte-dentsitatea eta potentzia-dentsitatea azkar handitzen dira, eta tentsio altuan n balioa 1 bihurtzen da eremu magnetikoaren konfinamenduaren galeraren ondorioz.Potentzia-dentsitate baxuetan bada, deskarga pultsatuko modu normalean dagoen gas-ioiek zehazten dute gas-isuria;Potentzia-dentsitate handietan, plasmako ioi metalikoen proportzioa handitu egiten da eta material batzuk aldatzen dira, hau da, auto-sputtering moduan, hau da, plasma partikula neutroen eta bigarren mailako ioi metalikoen eta gas-atomo geldoen ionizazioaren bidez mantentzen da. hala nola, Ar plasma pizteko soilik erabiltzen dira, eta, ondoren, sputtered metal-partikulak helburutik gertu ionizatu eta atzera bizkortzen dira sputtered helburua bonbardatzeko eremu magnetiko eta elektrikoen eraginez, korronte handiko deskarga mantentzeko, eta plasma oso handia da. metal partikula ionizatuak.Helburuan berokuntza-efektuaren sputtering prozesua dela eta, industria-aplikazioetan helburuaren funtzionamendu egonkorra bermatzeko, xedeari zuzenean aplikatzen zaion potentzia-dentsitatea ezin da handiegia izan, oro har, ur-hozte zuzena eta xede-materialaren eroankortasun termikoa. 25 W / cm2 azpian egon behar du, zeharkako ura hoztea, xede-materialaren eroankortasun termikoa eskasa da, tentsio termikoaren ondorioz zatikatzeak eragindako xede-materiala edo xede-materialak aleazio osagai lurrunkor baxuak ditu eta potentzia-dentsitateko beste kasu batzuetan bakarrik egon daitezke. 2 ~ 15 W / cm2 beherago, potentzia handiko dentsitate eskakizunetatik oso azpitik.Helburuen gainberotzearen arazoa potentzia handiko pultsu oso estuak erabiliz konpon daiteke.Anders-ek potentzia handiko magnetroi pultsatuko sputtering-a pultsatuko sputtering mota gisa definitzen du, non potentzia gailurreko dentsitateak batez besteko potentzia-dentsitatea 2 eta 3 magnitude ordenetan gainditzen duen, eta xede-ioien sputtering-ak sputtering-prozesuan nagusitzen diren eta xede-sputtering-atomoak oso disoziatuta dauden. .
No.2 Potentzia handiko magnetron pultsatuko sputtering estaldura deposizioaren ezaugarriak
Potentzia handiko magnetron pultsatuko sputtering plasma disoziazio-tasa handiko eta ioi-energia handiko plasma ekoitzi dezake, eta alborapen-presioa aplika dezake kargatutako ioiak bizkortzeko, eta estalduraren deposizio-prozesua energia handiko partikulek bonbardatzen dute, hau da, IPVD teknologia tipikoa.Ioien energiak eta banaketak eragin oso garrantzitsua dute estalduraren kalitatean eta errendimenduan.
IPVDri buruz, Thorton egitura-eskualdearen eredu ospetsuan oinarrituta, Anders-ek plasma deposizioa eta ioi-grabaketa barne hartzen dituen egitura-eskualdearen eredua proposatu zuen, estaldura-egituraren eta tenperaturaren eta aire-presioaren arteko erlazioa Thorton-en egitura-eskualdearen ereduan estaldura-egituraren arteko erlazioa zabaldu zuen. tenperatura eta ioi-energia, 2. irudian erakusten den moduan. Energia baxuko ioi-deposizio-estalduraren kasuan, estaldura-egitura Thorton-en egitura-eremuaren ereduarekin bat dator.Deposizio-tenperatura igotzean, 1. eskualdetik (zuntz porotsu solteak) T eskualdera (zuntz trinkozko kristalak), 2. eskualdera (kristal zutabeak) eta 3. eskualdera (birkristalizazio-eskualdea) igarotzen da;jalkitze-ioi-energia handitzean, 1. eskualdetik T, 2. eskualdera eta 3. eskualdera trantsizio-tenperatura gutxitzen da.Dentsitate handiko zuntz-kristalak eta zutabe-kristalak tenperatura baxuan presta daitezke.Jarritako ioien energia 1-10 eV-ko ordenara igotzen denean, ioien bonbardaketa eta grabaketa estalduraren gainazalean areagotzen da eta estalduren lodiera areagotzen da.
3. zk. Estaldura gogorraren geruza prestatzea potentzia handiko magnetron pultsatuko sputtering teknologiaren bidez
Potentzia handiko magnetron pultsatuko sputtering teknologiak prestatutako estaldura trinkoagoa da, propietate mekaniko hobeak eta tenperatura altuko egonkortasuna.3. irudian ikusten den bezala, TiAlN sputtered magnetron ohiko estaldura zutabe-kristal-egitura bat da, 30 GPa-ko gogortasuna eta 460 GPa-ko Young-en modulua;HIPIMS-TiAlN estaldura 34 GPa-ko gogortasuna da Young-en modulua, berriz, 377 GPa;gogortasunaren eta Young-en moduluaren arteko erlazioa estalduraren gogortasunaren neurria da.Gogortasun handiagoak eta Young-en modulu txikiagoak gogortasun hobea dakar.HIPIMS-TiAlN estaldurak tenperatura altuko egonkortasun hobea du, TiAlN estaldura konbentzionalean AlN fase hexagonala hauspeatzen duena 1.000 °C-tan 4 orduz tenperatura altuko errekuzitze tratamenduaren ondoren.Estalduraren gogortasuna txikiagotzen da tenperatura altuetan, eta HIPIMS-TiAlN estaldurak, berriz, tenperatura eta denbora berean tratamendu termikoaren ondoren aldatu gabe jarraitzen du.HIPIMS-TiAlN estaldurak ohiko estaldurak baino tenperatura altuko oxidazioaren hasierako tenperatura handiagoa du.Hori dela eta, HIPIMS-TiAlN estaldurak abiadura handiko ebaketa-tresnetan askoz errendimendu hobea erakusten du PVD prozesuarekin prestatutako estalitako beste tresna batzuek baino.
Argitalpenaren ordua: 2022-12-08