郭婷
,
左潇
,
郭鹏
,
李晓伟
,
吴晓春
,
谢仕芳
,
汪爱英
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.04.024
目的 研究不同等离子体刻蚀工艺对基体和四面体非晶碳膜(ta-C)的影响,并进一步考察不同电弧等离子体刻蚀时间对ta-C薄膜结构的影响.方法 采用自主设计研制的45°单弯曲磁过滤阴极真空电弧镀膜设备,进行不同等离子体刻蚀以及ta-C薄膜的沉积.使用等离子体发射光谱仪表征离子种类及其密度,使用椭偏仪表征薄膜厚度,原子力显微镜表征刻蚀后的基体粗糙度,拉曼光谱仪和XPS表征薄膜结构,TEM分析薄膜的膜基界面结构.结果 辉光刻蚀工艺中,作用的等离子体离子以低密度的Ar离子为主;而电弧刻蚀时,作用的等离子体离子为高密度的Ar离子和少量的C离子,并且能够在基体表面形成约15 nm的界面层,并实现非晶碳膜(a-C)的预沉积.随电弧等离子体刻蚀时间增加,ta-C薄膜的sp3含量有所降低.结论 相比于辉光刻蚀,电弧刻蚀利于制备较厚的ta-C薄膜.这主要是因为电弧刻蚀时,基体表面形成良好的界面混合层,并预沉积了非晶碳膜,形成a-C/ta-C的梯度结构,有助于增强膜基结合力.
关键词:
四面体非晶碳膜
,
辉光刻蚀
,
电弧刻蚀
,
刻蚀时间
,
结构
左潇
,
陈仁德
,
柯培玲
,
王铁钢
,
汪爱英
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.018
目的 探索高功率脉冲磁控溅射方法在大尺寸平面磁控溅射Cr靶过程中,近基底表面等离子体区域内的活性粒子分布特性以及辐射跃迁过程,为HiPIMS的规模化应用提供实验基础和理论依据.方法 选择不同高功率脉冲溅射脉冲电压、工作气压和耦合直流等关键沉积参数,采用等离子体发射光谱仪测量近基底表面等离子体区域内的光学发射光谱,分析原子特征谱线的种类、强度分布、离子谱线强度百分比、金属原子谱线含量等.结果 当脉冲电压到达700 V后,基底表面的等离子体区域内的金属离化率显著提高;脉冲电压为600 V时,适当增加工作气压至5.0 mTorr,能有效提高到达基底的Cr激发态粒子含量,工作气压的升高会降低金属离化率.增加耦合直流在一定程度上降低了能到达基底的活性Cr+和Cr*原子含量,为了保持一定的活性粒子比例,耦合直流应当小于1.0 A.结论 大面积高功率脉冲磁控溅射中的近表面等离子体区域内的主要活性粒子为Ar+和Cr*激发态原子,其主导的碰撞过程为Ar+的电离复合过程和Cr*的退激发过程,金属离化率还有待提高.
关键词:
高功率脉冲磁控溅射
,
近基底表面区域
,
发射光谱
,
耦合直流
