Prinsip No.1 saka sputtering magnetron pulsa daya dhuwur
Teknik sputtering magnetron pulsa daya dhuwur nggunakake daya pulsa puncak dhuwur (2-3 urutan gedhene luwih dhuwur tinimbang sputtering magnetron konvensional) lan siklus tugas pulsa sing endhek (0,5%-10%) kanggo entuk tingkat disosiasi logam sing dhuwur (>50%), sing asale saka karakteristik sputtering magnetron, kaya sing dituduhake ing Gambar 1, ing ngendi kapadhetan arus target puncak I sebanding karo daya eksponensial kaping n saka tegangan debit U, I = kUn (n minangka konstanta sing ana gandhengane karo struktur katoda, medan magnet, lan materi). Ing kapadhetan daya sing luwih murah (tegangan endhek) nilai n biasane ana ing kisaran 5 nganti 15; kanthi voltase debit sing saya tambah, kapadhetan arus lan kapadhetan daya saya tambah kanthi cepet, lan ing voltase dhuwur nilai n dadi 1 amarga ilang kurungan medan magnet. Yen ing kapadhetan daya sing endhek, debit gas ditemtokake dening ion gas sing ana ing mode debit pulsa normal; Yen ing kapadhetan daya dhuwur, proporsi ion logam ing plasma mundhak lan sawetara bahan ganti, yaiku ing mode self-sputtering, yaiku Plasma dijaga kanthi ionisasi partikel netral sing disemprotake lan ion logam sekunder, lan atom gas inert kayata Ar mung digunakake kanggo nyalakake plasma, sawise partikel logam sing disemprotake diionisasi cedhak target lan dipercepat bali kanggo ngebom target sing disemprotake ing sangisore aksi medan magnet lan listrik kanggo njaga debit arus dhuwur, lan plasma kasebut minangka partikel logam sing diionisasi kanthi dhuwur. Amarga proses sputtering saka efek pemanasan ing target, kanggo njamin operasi target sing stabil ing aplikasi industri, kapadhetan daya sing langsung ditrapake menyang target ora kena gedhe banget, umume pendinginan banyu langsung lan konduktivitas termal materi target kudu ing kasus 25 W / cm2 ing ngisor iki, pendinginan banyu ora langsung, konduktivitas termal materi target kurang, materi target sing disebabake dening fragmentasi amarga stres termal utawa materi target ngemot komponen paduan volatil sing kurang lan kasus kapadhetan daya liyane mung bisa ing 2 ~ 15 W / cm2 ing ngisor iki, adoh ing ngisor syarat kapadhetan daya dhuwur. Masalah overheating target bisa diatasi kanthi nggunakake pulsa daya dhuwur sing sempit banget. Anders netepake sputtering magnetron pulsa daya dhuwur minangka jinis sputtering pulsa ing ngendi kapadhetan daya puncak ngluwihi kapadhetan daya rata-rata kanthi 2 nganti 3 urutan gedhene, lan sputtering ion target ndominasi proses sputtering, lan atom sputtering target disosiasi banget.
No.2 Karakteristik deposisi lapisan sputtering magnetron pulsed daya tinggi
Sputtering magnetron pulsa daya dhuwur bisa ngasilake plasma kanthi tingkat disosiasi sing dhuwur lan energi ion sing dhuwur, lan bisa ngetrapake tekanan bias kanggo nyepetake ion sing diisi, lan proses deposisi lapisan dibombardir dening partikel energi dhuwur, sing minangka teknologi IPVD sing khas. Energi lan distribusi ion duwe pengaruh sing penting banget marang kualitas lan kinerja lapisan.
Babagan IPVD, adhedhasar model wilayah struktural Thorton sing misuwur, Anders ngusulake model wilayah struktural sing kalebu deposisi plasma lan etsa ion, ngembangake hubungan antarane struktur lapisan lan suhu lan tekanan udara ing model wilayah struktural Thorton menyang hubungan antarane struktur lapisan, suhu lan energi ion, kaya sing dituduhake ing Gambar 2. Ing kasus lapisan deposisi ion energi rendah, struktur lapisan kasebut cocog karo model zona struktur Thorton. Kanthi mundhake suhu deposisi, transisi saka wilayah 1 (kristal serat berpori longgar) menyang wilayah T (kristal serat padat), wilayah 2 (kristal kolom) lan wilayah 3 (wilayah rekristalisasi); kanthi mundhake energi ion deposisi, suhu transisi saka wilayah 1 menyang wilayah T, wilayah 2 lan wilayah 3 mudhun. Kristal serat kapadhetan dhuwur lan kristal kolom bisa disiapake ing suhu rendah. Nalika energi ion sing diendapkan mundhak nganti urutan 1-10 eV, pemboman lan etsa ion ing permukaan lapisan sing diendapkan saya tambah lan kekandelan lapisan saya tambah.
No.3 Persiapan lapisan lapisan keras nganggo teknologi sputtering magnetron pulsa daya tinggi
Lapisan sing disiapake nganggo teknologi magnetron sputtering pulsed daya dhuwur luwih padhet, kanthi sifat mekanik sing luwih apik lan stabilitas suhu dhuwur. Kaya sing dituduhake ing Gambar 3, lapisan TiAlN magnetron sputtered konvensional minangka struktur kristal kolumnar kanthi kekerasan 30 GPa lan modulus Young 460 GPa; lapisan HIPIMS-TiAlN yaiku kekerasan 34 GPa dene modulus Young yaiku 377 GPa; rasio antarane kekerasan lan modulus Young minangka ukuran ketangguhan lapisan kasebut. Kekerasan sing luwih dhuwur lan modulus Young sing luwih cilik tegese ketangguhan sing luwih apik. Lapisan HIPIMS-TiAlN nduweni stabilitas suhu dhuwur sing luwih apik, kanthi fase heksagonal AlN sing diendapkan ing lapisan TiAlN konvensional sawise perawatan annealing suhu dhuwur ing 1.000 °C sajrone 4 jam. Kekerasan lapisan mudhun ing suhu dhuwur, dene lapisan HIPIMS-TiAlN tetep ora owah sawise perawatan panas ing suhu lan wektu sing padha. Lapisan HIPIMS-TiAlN uga nduweni suhu wiwitan oksidasi suhu dhuwur sing luwih dhuwur tinimbang lapisan konvensional. Mulane, lapisan HIPIMS-TiAlN nuduhake kinerja sing luwih apik ing piranti pemotong kecepatan tinggi tinimbang piranti dilapisi liyane sing disiapake kanthi proses PVD.
Wektu kiriman: 08-Nov-2022