李春伟
,
田修波
,
巩春志
,
许建平
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.08.018
目的 以V靶为例,研究高功率脉冲磁控溅射(HIPIMS)放电时不同工作气压下靶脉冲电流及等离子体发射光谱的表现形式和演变规律,为HIPIMS技术的进一步广泛应用提供理论依据.方法 利用数字示波器采集HIPIMS脉冲放电电流波形,并利用发射光谱仪记录不同放电状态下的光谱谱线,分析不同气压下V靶HIPIMS放电特性的演变规律.同时,利用HIPIMS技术成功制备了V膜,并利用扫描电子显微镜观察了V膜的截面形貌.结果 不同氩气气压下,随着靶脉冲电压的增加,靶电流峰值、靶电流平台值及靶电流平均值均单调增加,而且增加的速度越来越快,但靶电流峰值的增加速度明显高于平台值,这是由于脉冲峰值电流由气体放电决定所致.不同气压下,Ar0、Ar+、V0和V+四种谱线峰的光谱强度均随靶电压的增加而增加,相同靶电压时,其光谱强度随着气压的增加而增加.当气压为0.9 Pa、靶电压为610V时,Ar和V的离化率分别为78％和35％.此外,利用HIPIMS技术制备的V膜光滑、致密,无柱状晶生长形貌特征.结论 较高的工作气压和靶脉冲电压有利于获得较高的系统粒子离化率,但HIPIMS放电存在不稳定性.合适的工作气压是获得优质膜层的关键.
关键词:
高功率脉冲磁控溅射
,
氩气气压
,
V靶
,
放电靶电流
,
放电光谱特性
,
V薄膜
李春伟
,
田修波
,
巩春志
,
许建平
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.07.021
目的：研究不同靶基距对高功率脉冲磁控溅射（HIPIMS）在凹槽表面制备钒膜微观结构和膜厚均匀性的影响，实现凹槽表面高膜层致密性和均匀性的钒膜制备。方法采用HIPIMS方法制备钒膜，在其他工艺参数不变的前提下，探讨不同靶基距对凹槽表面钒膜相结构、表面形貌及表面粗糙度、膜层厚度均匀性的影响。采用 XRD、AFM及 SEM 等观测钒膜的表面形貌及生长特征。结果随着靶基距的增加，V(111)晶面衍射峰强度逐渐降低。当靶基距为12 cm时，钒膜膜层表面粗糙度最小，为0.434 nm。相比直流磁控溅射（DCMS），采用HIPIMS制备的钒膜呈现出致密的膜层结构且柱状晶晶界不清晰。采用HIPIMS和DCMS方法制备钒膜时的沉积速率均随靶基距的增加而减少。当靶基距为8 cm时，采用HIPIMS方法在凹槽表面制备的钒膜均匀性最佳。结论采用HIPIMS方法凹槽表面钒膜生长的择优取向、表面形貌、沉积速率及膜厚均匀性均有影响。在相同的靶基距下，采用 HIPIMS 获得的钒膜膜厚均匀性优于DCMS方法。
关键词:
高功率脉冲磁控溅射
,
靶基距
,
钒膜
,
微观结构
,
厚度均匀性
