Магнетронное распыление покрытий осуществляется в тлеющем разряде, при этом плотность тока разряда и плотность плазмы в камере нанесения покрытия имеют низкие значения. Это обуславливает такие недостатки технологии магнетронного распыления, как низкая прочность сцепления пленки с подложкой, низкая скорость ионизации металла и низкая скорость осаждения. В установку для магнетронного распыления покрытий добавляется устройство дугового разряда, которое использует высокоплотный поток электронов в дуговой плазме, генерируемой дуговым разрядом, для очистки заготовки. Оно также может участвовать в нанесении покрытия и вспомогательном осаждении.
В установку для магнетронного распыления следует добавить источник дугового разряда, который может представлять собой небольшой дуговой источник, прямоугольный плоский дуговой источник или цилиндрический катодный дуговой источник. Высокоплотный поток электронов, генерируемый катодным дуговым источником, может играть следующие роли на протяжении всего процесса магнетронного распыления:
1. Очистка заготовки. Перед нанесением покрытия включите источник катодной дуги и т. д., ионизируйте газ потоком электронов дуги и очистите заготовку ионами аргона низкой энергии и высокой плотности.
2. Дуговой источник и мишень с магнитным управлением покрываются одновременно. Когда для нанесения покрытия активируется мишень магнетронного распыления с тлеющим разрядом, активируется также катодный дуговой источник, и оба источника покрытия покрываются одновременно. Если состав материала мишени магнетронного распыления и материала мишени дугового источника различен, можно нанести несколько слоев пленки, причем слой пленки, осажденный катодным дуговым источником, является промежуточным слоем в многослойной пленке.
3. Катодный дуговой источник обеспечивает высокоплотный поток электронов при участии в процессе нанесения покрытия, увеличивая вероятность столкновения с атомами распыляемого слоя металлической пленки и реакционными газами, что повышает скорость осаждения, скорость ионизации металла и способствует осаждению.
Катодный дуговой источник, установленный в установке магнетронного распыления, объединяет в себе источник очистки, источник нанесения покрытия и источник ионизации, играя положительную роль в улучшении качества магнетронного распыления за счет использования потока электронов дуги в дуговой плазме.
Дата публикации: 21 июня 2023 г.