No.1 Principo de alta potenco pulsita magnetrona ŝprucado
La alta potenco pulsita magnetrona ŝprucado-tekniko uzas altan pintan pulspotencon (2-3 grandordojn pli alta ol konvencia magnetrona ŝprucado) kaj malaltan pulsan deĵoran ciklon (0.5%-10%) por atingi altajn metalajn disociajn indicojn (>50%), kiuj estas derivita de la magnetrona ŝprucado-karakterizaĵoj, kiel montrite en Pic 1, kie la pinta cela kurentodenseco I estas proporcia al la eksponenta n-a potenco de la senŝargiĝtensio U, I = kUn (n estas konstanto rilata al la katoda strukturo, magneta kampo). kaj materialo).Ĉe pli malaltaj potencdensecoj (malalta tensio) la n valoro estas kutime en la gamo de 5 ĝis 15;kun la kreskanta senŝargiĝtensio, la nuna denseco kaj potenco-denseco pliiĝas rapide, kaj ĉe alta tensio la n-valoro iĝas 1 pro la perdo de magnetkampa enfermiĝo.Se ĉe malaltaj potencdensecoj, la gassenŝargiĝo estas determinita per gasjonoj kiuj estas en la normala pulsita senŝargiĝreĝimo;se ĉe altaj potencaj densecoj, la proporcio de metalaj jonoj en la plasmo pliiĝas kaj iuj materialoj ŝanĝas, tio estas en la mem-ŝpruciga reĝimo, t.e. La plasmo estas konservita per la jonigo de ŝprucitaj neŭtralaj partikloj kaj malĉefaj metalaj jonoj, kaj inertaj gasatomoj. kiel ekzemple Ar estas uzataj nur por ekbruligi la plasmon, post kio la ŝprucitaj metalpartikloj estas jonigitaj proksime de la celo kaj akcelitaj reen por bombadi la ŝprucitan celon sub la ago de magnetaj kaj elektraj kampoj por konservi la altan kurentan malŝarĝon, kaj la plasmo estas tre alta. jonizitaj metalaj partikloj.Pro la ŝprucprocezo de la hejta efiko sur la celo, por certigi la stabilan funkciadon de la celo en industriaj aplikoj, la potenca denseco rekte aplikita al la celo ne povas esti tro granda, ĝenerale rekta akvomalvarmigo kaj cela materialo termika kondukteco. devus esti en la kazo de 25 W / cm2 malsupre, nerekta akvomalvarmigo, cela materialo termika kondukteco estas malbona, cela materialo kaŭzita de fragmentiĝo pro termika streso aŭ cela materialo enhavas malaltajn volatilajn alojajn komponantojn kaj aliajn kazojn de potenca denseco povas esti nur en. 2 ~ 15 W / cm2 malsupre, multe sub la postuloj de alta potenca denseco.La problemo de celtrovarmiĝo povas esti solvita uzante tre mallarĝajn altpotencajn pulsojn.Anders difinas alt-potencan pulsan magnetronan ŝprucadon kiel specon de pulsan ŝprucadon kie la pinta potencdenseco superas la mezan potencdensecon je 2 ĝis 3 grandordoj, kaj la celjona ŝprucado dominas la ŝprucprocezon, kaj la celaj ŝprucantaj atomoj estas tre disigitaj. .
No.2 La karakterizaĵoj de alta potenco pulsita magnetron sputtering tegaĵo deponado
Alta potenco pulsita magnetrona ŝprucado povas produkti plasmon kun alta disocia indico kaj alta jona energio, kaj povas apliki bian premon por akceli la ŝarĝitajn jonojn, kaj la tegaĵo-demetprocezo estas bombardita de alt-energiaj partikloj, kio estas tipa IPVD-teknologio.La jona energio kaj distribuo havas tre gravan efikon sur la tegaĵokvalito kaj rendimento.
Pri IPVD, surbaze de la fama modelo de struktura regiono de Thorton, Anders proponis modelon de struktura regiono, kiu inkluzivas plasman deponadon kaj jon akvaforton, etendis la rilaton inter tegaĵostrukturo kaj temperaturo kaj aerpremo en la Thorton-struktura regiono-modelo al la rilato inter tega strukturo, temperaturo kaj jonenergio, kiel montrite en Pic 2. En la kazo de malalta energio jona deponejo tegaĵo, la tegaĵo strukturo konformas al Thorton strukturo zono modelo.Kun la pliiĝo de depona temperaturo, la transiro de regiono 1 (lozaj poraj fibrokristaloj) al regiono T (densaj fibrokristaloj), regiono 2 (kolumnaj kristaloj) kaj regiono 3 (rekristaliĝoregiono);kun pliiĝo de deponaĵjonenergio, la transira temperaturo de regiono 1 al regiono T, regiono 2 kaj regiono 3 malpliiĝas.La alt-densecaj fibrokristaloj kaj kolonaj kristaloj povas esti preparitaj je malalta temperaturo.Kiam la energio de deponitaj jonoj pliiĝas je la ordo de 1-10 eV, la bombado kaj akvaforto de jonoj sur la deponitaj tegaĵoj estas plifortigitaj kaj la dikeco de tegaĵoj pliiĝas.
No.3 Preparado de malmola tega tavolo per alta potenco pulsita magnetrona ŝpructeknologio
La tegaĵo preparita per altpotenca pulsita magnetrona ŝpructeknologio estas pli densa, kun pli bonaj mekanikaj propraĵoj kaj alta temperatura stabileco.Kiel montrite en Pic 3, la konvencia magnetrono ŝprucita TiAlN-tegaĵo estas kolona kristala strukturo kun malmoleco de 30 GPa kaj modulo de Young de 460 GPa;la tegaĵo HIPIMS-TiAlN estas 34 GPa malmoleco dum la modulo de Young estas 377 GPa;la rilatumo inter malmoleco kaj la modulo de Young estas kvanto de la forteco de la tegaĵo.Pli alta malmoleco kaj pli malgranda modulo de Young signifas pli bonan fortecon.La HIPIMS-TiAlN-tegaĵo havas pli bonan alttemperaturan stabilecon, kun AlN-sesangula fazo precipitita en la konvencia TiAlN-tegaĵo post alta temperatura kalcia traktado je 1,000 °C dum 4 h.La malmoleco de la tegaĵo malpliiĝas ĉe alta temperaturo, dum la tegaĵo HIPIMS-TiAlN restas senŝanĝa post varmotraktado je la sama temperaturo kaj tempo.HIPIMS-TiAlN-tegaĵo ankaŭ havas pli altan komencan temperaturon de alta temperatura oksigenado ol konvencia tegaĵo.Sekve, la tegaĵo HIPIMS-TiAlN montras multe pli bonan rendimenton en altrapidaj tranĉaj iloj ol aliaj kovritaj iloj preparitaj per PVD-procezo.
Afiŝtempo: Nov-08-2022