No.1 ຫຼັກການຂອງພະລັງງານສູງ pulsed magnetron sputtering
ເຕັກນິກການ sputtering magnetron pulsed ພະລັງງານສູງໃຊ້ພະລັງງານກໍາມະຈອນເຕັ້ນສູງສຸດສູງ (2-3 ຄໍາສັ່ງຂອງ magnitude ສູງກວ່າ sputtering magnetron ທໍາມະດາ) ແລະວົງຈອນຫນ້າທີ່ກໍາມະຈອນຕ່ໍາ (0.5%-10%) ເພື່ອບັນລຸອັດຕາການ dissociation ໂລຫະສູງ (> 50%), ເຊິ່ງ. ແມ່ນໄດ້ມາຈາກຄຸນລັກສະນະການສະກົດຂອງແມ່ເຫຼັກ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1, ບ່ອນທີ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງເປົ້າຫມາຍສູງສຸດຂອງປະຈຸບັນ I ແມ່ນອັດຕາສ່ວນກັບພະລັງງານ nth ຂອງ exponential ຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າ U, I = kUn (n ແມ່ນຄ່າຄົງທີ່ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບໂຄງສ້າງ cathode, ພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ. ແລະວັດສະດຸ).ຢູ່ທີ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຕ່ໍາ (ແຮງດັນຕ່ໍາ) ຄ່າ n ແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວຢູ່ໃນລະດັບຂອງ 5 ຫາ 15;ດ້ວຍແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະຈຸບັນແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວາ, ແລະໃນແຮງດັນສູງ, ຄ່າ n ກາຍເປັນ 1 ເນື່ອງຈາກການສູນເສຍການກັກຂັງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ.ຖ້າຢູ່ໃນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຕ່ໍາ, ການໄຫຼຂອງອາຍແກັສແມ່ນຖືກກໍານົດໂດຍ ions ອາຍແກັສທີ່ຢູ່ໃນຮູບແບບການໄຫຼຂອງກໍາມະຈອນປົກກະຕິ;ຖ້າຢູ່ໃນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງ, ອັດຕາສ່ວນຂອງ ions ໂລຫະໃນ plasma ເພີ່ມຂຶ້ນແລະການປ່ຽນວັດສະດຸບາງຢ່າງ, ແມ່ນຢູ່ໃນຮູບແບບການ sputtering ຕົນເອງ, ເຊັ່ນ plasma ໄດ້ຖືກຮັກສາໄວ້ໂດຍການ ionization ຂອງອະນຸພາກທີ່ເປັນກາງ sputtered ແລະ ions ໂລຫະຮອງ, ແລະປະລໍາມະນູອາຍແກັສ inert. ເຊັ່ນ: Ar ຖືກນໍາໃຊ້ພຽງແຕ່ການເຜົາໄຫມ້ plasma, ຫຼັງຈາກນັ້ນອະນຸພາກໂລຫະ sputtered ໄດ້ຖືກ ionized ຢູ່ໃກ້ກັບເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວແລະເລັ່ງກັບຄືນໄປບ່ອນລະເບີດເປົ້າຫມາຍ sputtered ພາຍໃຕ້ການປະຕິບັດຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກແລະໄຟຟ້າເພື່ອຮັກສາກະແສໄຟຟ້າສູງ, ແລະ plasma ແມ່ນສູງ. ອະນຸພາກໂລຫະ ionized.ເນື່ອງຈາກຂະບວນການ sputtering ຂອງຜົນກະທົບຄວາມຮ້ອນໃນເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວ, ເພື່ອຮັບປະກັນການດໍາເນີນງານທີ່ຫມັ້ນຄົງຂອງເປົ້າຫມາຍໃນການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ນໍາໃຊ້ໂດຍກົງກັບເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວບໍ່ສາມາດມີຂະຫນາດໃຫຍ່ເກີນໄປ, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວການລະບາຍນ້ໍາໂດຍກົງແລະການນໍາຄວາມຮ້ອນຂອງວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍ. ຄວນຈະຢູ່ໃນກໍລະນີຂອງ 25 W / cm2 ຂ້າງລຸ່ມນີ້, ການລະບາຍນ້ໍາໂດຍທາງອ້ອມ, ການນໍາຄວາມຮ້ອນຂອງວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍແມ່ນບໍ່ດີ, ອຸປະກອນການເປົ້າຫມາຍທີ່ເກີດຈາກການແຕກແຍກເນື່ອງຈາກຄວາມກົດດັນຄວາມຮ້ອນຫຼືວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍປະກອບດ້ວຍອົງປະກອບໂລຫະປະສົມທີ່ລະເຫີຍຕ່ໍາແລະກໍລະນີອື່ນໆຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານພຽງແຕ່ສາມາດຢູ່ໃນ 2 ~ 15 W / cm2 ຂ້າງລຸ່ມນີ້, ຢູ່ໄກກວ່າຄວາມຕ້ອງການຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງ.ບັນຫາຂອງ overheating ເປົ້າຫມາຍສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ໂດຍການນໍາໃຊ້ກໍາມະຈອນເຕັ້ນໄຟຟ້າສູງແຄບຫຼາຍ.Anders ກໍານົດ sputtering magnetron pulsed ພະລັງງານສູງເປັນປະເພດຂອງ pulsed sputtering ທີ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງສຸດເກີນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສະເລ່ຍໂດຍ 2 ຫາ 3 ຄໍາສັ່ງຂອງ magnitude, ແລະ sputtering ion ເປົ້າຫມາຍ dominates ຂະບວນການ sputtering, ແລະປະລໍາມະນູ sputtering ເປົ້າຫມາຍແມ່ນ dissociated ສູງ. .
No.2 ຄຸນລັກສະນະຂອງພະລັງງານສູງ pulsed magnetron sputtering ເຄືອບ deposition
ພະລັງງານສູງ pulsed magnetron sputtering ສາມາດຜະລິດ plasma ທີ່ມີອັດຕາການ dissociation ສູງແລະພະລັງງານ ion ສູງ, ແລະສາມາດນໍາໃຊ້ຄວາມກົດດັນ bias ເພື່ອເລັ່ງການ ions ຄິດຄ່າທໍານຽມ, ແລະຂະບວນການ deposition ການເຄືອບແມ່ນ bombarded ໂດຍ particles ພະລັງງານສູງ, ເປັນເຕັກໂນໂລຊີ IPVD ປົກກະຕິ.ພະລັງງານ ion ແລະການແຜ່ກະຈາຍມີຜົນກະທົບທີ່ສໍາຄັນຫຼາຍກ່ຽວກັບຄຸນນະພາບການເຄືອບແລະປະສິດທິພາບ.
ກ່ຽວກັບ IPVD, ໂດຍອີງໃສ່ຮູບແບບພາກພື້ນໂຄງສ້າງ Thorton ທີ່ມີຊື່ສຽງ, Anders ໄດ້ສະເຫນີຮູບແບບພາກພື້ນໂຄງສ້າງທີ່ປະກອບມີ plasma deposition ແລະ etching ion, ຂະຫຍາຍຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງໂຄງສ້າງການເຄືອບແລະອຸນຫະພູມແລະຄວາມດັນອາກາດໃນຕົວແບບພາກພື້ນໂຄງສ້າງ Thorton ກັບຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງໂຄງສ້າງການເຄືອບ, ອຸນຫະພູມແລະພະລັງງານ ion, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 2. ໃນກໍລະນີຂອງການເຄືອບ ion ພະລັງງານຕ່ໍາ, ໂຄງສ້າງການເຄືອບແມ່ນສອດຄ່ອງກັບຮູບແບບເຂດໂຄງສ້າງ Thorton.ກັບການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມ deposition, ການຫັນປ່ຽນຈາກພາກພື້ນ 1 (ໄປເຊຍກັນເສັ້ນໄຍ porous ວ່າງ) ກັບພາກພື້ນ T (ໄປເຊຍກັນເສັ້ນໄຍຫນາແຫນ້ນ), ພາກພື້ນ 2 (ໄປເຊຍກັນຖັນ) ແລະພາກພື້ນ 3 (ພາກພື້ນ recrystallization);ດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງພະລັງງານ ion deposition, ອຸນຫະພູມການຫັນປ່ຽນຈາກພາກພື້ນ 1 ກັບພາກພື້ນ T, ພາກພື້ນ 2 ແລະພາກພື້ນ 3 ຫຼຸດລົງ.ໄປເຊຍກັນເສັ້ນໄຍທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງແລະໄປເຊຍກັນ columnar ສາມາດກະກຽມຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ.ໃນເວລາທີ່ພະລັງງານຂອງ ions ເງິນຝາກເພີ່ມຂຶ້ນເຖິງຄໍາສັ່ງຂອງ 1-10 eV, ການລະເບີດແລະການ etching ຂອງ ions ເທິງຫນ້າດິນການເຄືອບເງິນຝາກໄດ້ຖືກປັບປຸງແລະຄວາມຫນາຂອງການເຄືອບແມ່ນເພີ່ມຂຶ້ນ.
No.3 ການກະກຽມຊັ້ນເຄືອບແຂງໂດຍພະລັງງານສູງ pulsed magnetron ເຕັກໂນໂລຊີ sputtering
ການເຄືອບທີ່ກະກຽມໂດຍເຕັກໂນໂລຊີ sputtering magnetron pulsed ພະລັງງານສູງມີຄວາມຫນາແຫນ້ນ, ມີຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ດີກວ່າແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງອຸນຫະພູມສູງ.ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 3, ການເຄືອບ TiAlN ແບບສະກົດຈິດແບບດັ້ງເດີມແມ່ນໂຄງສ້າງໄປເຊຍກັນຂອງຖັນທີ່ມີຄວາມແຂງຂອງ 30 GPa ແລະໂມດູລຂອງ Young ຂອງ 460 GPa;ການເຄືອບ HIPIMS-TiAlN ແມ່ນຄວາມແຂງຂອງ 34 GPa ໃນຂະນະທີ່ໂມດູລຂອງອ່ອນແມ່ນ 377 GPa;ອັດຕາສ່ວນລະຫວ່າງຄວາມແຂງແລະ Modulus ຂອງ Young ແມ່ນມາດຕະການຂອງຄວາມແຂງຂອງການເຄືອບໄດ້.ຄວາມແຂງທີ່ສູງກວ່າ ແລະໂມດູລຂອງໜຸ່ມນ້ອຍກວ່າໝາຍເຖິງຄວາມແຂງຕົວທີ່ດີຂຶ້ນ.ການເຄືອບ HIPIMS-TiAlN ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງອຸນຫະພູມສູງທີ່ດີກວ່າ, ມີໄລຍະ AlN hexagonal precipitated ໃນການເຄືອບ TiAlN ທໍາມະດາຫຼັງຈາກການປິ່ນປົວດ້ວຍອຸນຫະພູມສູງ annealing ຢູ່ທີ່ 1,000 ° C ເປັນເວລາ 4 ຊົ່ວໂມງ.ຄວາມແຂງຂອງການເຄືອບຫຼຸດລົງໃນອຸນຫະພູມສູງ, ໃນຂະນະທີ່ການເຄືອບ HIPIMS-TiAlN ຍັງບໍ່ປ່ຽນແປງຫຼັງຈາກການປິ່ນປົວຄວາມຮ້ອນໃນອຸນຫະພູມແລະເວລາດຽວກັນ.ການເຄືອບ HIPIMS-TiAlN ຍັງມີອຸນຫະພູມເລີ່ມຕົ້ນຂອງການຜຸພັງຂອງອຸນຫະພູມສູງກ່ວາການເຄືອບທໍາມະດາ.ດັ່ງນັ້ນ, ການເຄືອບ HIPIMS-TiAlN ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປະຕິບັດທີ່ດີກວ່າໃນເຄື່ອງມືຕັດຄວາມໄວສູງກວ່າເຄື່ອງມືເຄືອບອື່ນໆທີ່ກະກຽມໂດຍຂະບວນການ PVD.
ເວລາປະກາດ: ເດືອນພະຈິກ-08-2022