Prinsip No.1 tina sputtering magnetron pulsa kakuatan tinggi
Téhnik sputtering magnetron pulsed daya tinggi ngagunakeun daya pulsa puncak anu luhur (2-3 kali langkung luhur tibatan sputtering magnetron konvensional) sareng siklus tugas pulsa anu handap (0,5%-10%) pikeun ngahontal laju disosiasi logam anu luhur (>50%), anu diturunkeun tina karakteristik sputtering magnetron, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 1, dimana kapadetan arus target puncak I sabanding sareng daya eksponensial ka-n tina tegangan debit U, I = kUn (n mangrupikeun konstanta anu aya hubunganana sareng struktur katoda, médan magnét sareng bahan). Dina kapadetan daya anu langkung handap (tegangan rendah) nilai n biasana aya dina kisaran 5 dugi ka 15; kalayan ningkatna tegangan debit, kapadetan arus sareng kapadetan daya ningkat gancang, sareng dina tegangan tinggi nilai n janten 1 kusabab leungitna kurungan médan magnét. Upami dina kapadetan daya anu handap, debit gas ditangtukeun ku ion gas anu aya dina modeu debit pulsa normal; Upami dina kapadetan kakuatan anu luhur, proporsi ion logam dina plasma ningkat sareng sababaraha bahan robih, nyaéta dina modeu self-sputtering, nyaéta Plasma dijaga ku ionisasi partikel nétral anu disembur sareng ion logam sekundér, sareng atom gas inert sapertos Ar ngan ukur dianggo pikeun ngahurungkeun plasma, saatos éta partikel logam anu disembur diionisasi caket target sareng diakselerasi deui pikeun ngabombardir target anu disembur dina tindakan medan magnét sareng listrik pikeun ngajaga debit arus anu luhur, sareng plasma mangrupikeun partikel logam anu terionisasi pisan. Kusabab prosés sputtering tina pangaruh pemanasan kana target, pikeun mastikeun operasi target anu stabil dina aplikasi industri, kapadetan daya anu diterapkeun langsung kana target henteu tiasa ageung teuing, umumna pendinginan cai langsung sareng konduktivitas termal bahan target kedah dina kasus 25 W / cm2 di handap, pendinginan cai teu langsung, konduktivitas termal bahan target goréng, bahan target anu disababkeun ku fragmentasi kusabab setrés termal atanapi bahan target ngandung komponén paduan volatil anu handap sareng kasus kapadetan daya sanésna ngan ukur tiasa dina 2 ~ 15 W / cm2 di handap, jauh di handap sarat kapadetan daya anu luhur. Masalah overheating target tiasa direngsekeun ku ngagunakeun pulsa daya tinggi anu sempit pisan. Anders ngahartikeun sputtering magnetron pulsa daya tinggi salaku jinis sputtering pulsa dimana kapadetan daya puncak ngaleuwihan kapadetan daya rata-rata ku 2 dugi ka 3 urutan magnitudo, sareng sputtering ion target ngadominasi prosés sputtering, sareng atom sputtering target disosiasi pisan.
No.2 Ciri-ciri déposisi palapis sputtering magnetron pulsed daya tinggi
Sputtering magnetron pulsed daya tinggi tiasa ngahasilkeun plasma kalayan laju disosiasi anu luhur sareng énergi ion anu luhur, sareng tiasa nerapkeun tekanan bias pikeun ngagancangkeun ion anu dieusi, sareng prosés déposisi palapis dibombardir ku partikel énergi tinggi, anu mangrupikeun téknologi IPVD anu khas. Énergi sareng distribusi ion gaduh dampak anu penting pisan kana kualitas sareng kinerja palapis.
Ngeunaan IPVD, dumasar kana modél daérah struktural Thorton anu kasohor, Anders ngajukeun modél daérah struktural anu ngawengku déposisi plasma sareng étsa ion, ngalegaan hubungan antara struktur palapis sareng suhu sareng tekanan hawa dina modél daérah struktural Thorton kana hubungan antara struktur palapis, suhu sareng énergi ion, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 2. Dina kasus palapis déposisi ion énergi rendah, struktur palapis saluyu sareng modél zona struktur Thorton. Kalayan ningkatna suhu déposisi, transisi ti daérah 1 (kristal serat porous leupas) ka daérah T (kristal serat padet), daérah 2 (kristal kolom) sareng daérah 3 (daérah rekristalisasi); kalayan ningkatna énergi ion déposisi, suhu transisi ti daérah 1 ka daérah T, daérah 2 sareng daérah 3 nurun. Kristal serat kapadetan luhur sareng kristal kolom tiasa disiapkeun dina suhu anu handap. Nalika énergi ion anu diendapkeun ningkat dugi ka urutan 1-10 eV, pamboman sareng étsa ion dina permukaan palapis anu diendapkeun ningkat sareng ketebalan palapis ningkat.
No.3 Nyiapkeun lapisan palapis teuas ku téknologi sputtering magnetron pulsed daya tinggi
Palapis anu disiapkeun ku téknologi sputtering magnetron pulsed kakuatan tinggi langkung padet, kalayan sipat mékanis anu langkung saé sareng stabilitas suhu anu luhur. Sakumaha anu dipidangkeun dina Gambar 3, palapis TiAlN magnetron sputtered konvensional mangrupikeun struktur kristal kolom kalayan karasa 30 GPa sareng modulus Young 460 GPa; palapis HIPIMS-TiAlN nyaéta karasa 34 GPa sedengkeun modulus Young nyaéta 377 GPa; babandingan antara karasa sareng modulus Young mangrupikeun ukuran kateguhan palapis. Karasa anu langkung luhur sareng modulus Young anu langkung alit hartosna kateguhan anu langkung saé. Palapis HIPIMS-TiAlN ngagaduhan stabilitas suhu anu luhur anu langkung saé, kalayan fase heksagonal AlN anu diendapkeun dina palapis TiAlN konvensional saatos perlakuan annealing suhu luhur dina 1.000 °C salami 4 jam. Karasa palapis nurun dina suhu anu luhur, sedengkeun palapis HIPIMS-TiAlN tetep teu robih saatos perlakuan panas dina suhu sareng waktos anu sami. Lapisan HIPIMS-TiAlN ogé ngagaduhan suhu awal oksidasi suhu luhur anu langkung luhur tibatan lapisan konvensional. Ku alatan éta, lapisan HIPIMS-TiAlN nunjukkeun kinerja anu langkung saé dina alat motong kecepatan tinggi tibatan alat palapis sanés anu disiapkeun ku prosés PVD.
Waktos posting: 08-Nop-2022