HiPIMS టెక్నాలజీ పరిచయం

No.1 అధిక శక్తి పల్సెడ్ మాగ్నెట్రాన్ స్పుట్టరింగ్ సూత్రం
హై పవర్ పల్సెడ్ మాగ్నెట్రాన్ స్పుట్టరింగ్ టెక్నిక్ అధిక లోహ డిస్సోసియేషన్ రేట్లను (>50%) సాధించడానికి హై పీక్ పల్స్ పవర్ (సాంప్రదాయ మాగ్నేట్రాన్ స్పుట్టరింగ్ కంటే 2-3 ఆర్డర్లు ఎక్కువ) మరియు తక్కువ పల్స్ డ్యూటీ సైకిల్ (0.5%-10%)ని ఉపయోగిస్తుంది. Pic 1లో చూపిన విధంగా మాగ్నెట్రాన్ స్పుట్టరింగ్ లక్షణాల నుండి ఉద్భవించింది, ఇక్కడ గరిష్ట లక్ష్య ప్రస్తుత సాంద్రత I ఉత్సర్గ వోల్టేజ్ U, I = kUn (n అనేది కాథోడ్ నిర్మాణం, అయస్కాంత క్షేత్రానికి సంబంధించిన స్థిరాంకం యొక్క ఘాతాంక nth శక్తికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. మరియు పదార్థం).తక్కువ శక్తి సాంద్రత వద్ద (తక్కువ వోల్టేజ్) n విలువ సాధారణంగా 5 నుండి 15 పరిధిలో ఉంటుంది;పెరుగుతున్న ఉత్సర్గ వోల్టేజ్‌తో, ప్రస్తుత సాంద్రత మరియు శక్తి సాంద్రత వేగంగా పెరుగుతుంది మరియు అధిక వోల్టేజ్ వద్ద అయస్కాంత క్షేత్ర నిర్బంధాన్ని కోల్పోవడం వల్ల n విలువ 1 అవుతుంది.తక్కువ శక్తి సాంద్రతలు ఉన్నట్లయితే, గ్యాస్ డిచ్ఛార్జ్ సాధారణ పల్సెడ్ డిచ్ఛార్జ్ మోడ్‌లో ఉన్న గ్యాస్ అయాన్ల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది;అధిక శక్తి సాంద్రత వద్ద, ప్లాస్మాలో లోహ అయాన్ల నిష్పత్తి పెరుగుతుంది మరియు కొన్ని పదార్థాలు మారుతాయి, అంటే స్వీయ-స్పుట్టరింగ్ మోడ్‌లో ఉంటుంది, అనగా ప్లాస్మా స్పుటర్డ్ న్యూట్రల్ పార్టికల్స్ మరియు సెకండరీ మెటల్ అయాన్లు మరియు జడ వాయువు అణువుల అయనీకరణం ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది. Ar వంటివి ప్లాస్మాను మండించడానికి మాత్రమే ఉపయోగించబడతాయి, ఆ తర్వాత చిమ్మబడిన లోహ కణాలు లక్ష్యానికి సమీపంలో అయనీకరణం చేయబడతాయి మరియు అధిక కరెంట్ ఉత్సర్గను నిర్వహించడానికి అయస్కాంత మరియు విద్యుత్ క్షేత్రాల చర్యలో చిందరవందరగా ఉన్న లక్ష్యాన్ని బాంబు పేల్చడానికి తిరిగి వేగవంతం చేయబడతాయి మరియు ప్లాస్మా ఎక్కువగా ఉంటుంది. అయనీకరణం చేయబడిన లోహ కణాలు.లక్ష్యంపై తాపన ప్రభావం యొక్క స్పుట్టరింగ్ ప్రక్రియ కారణంగా, పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో లక్ష్యం యొక్క స్థిరమైన ఆపరేషన్‌ను నిర్ధారించడానికి, లక్ష్యానికి నేరుగా వర్తించే శక్తి సాంద్రత చాలా పెద్దది కాదు, సాధారణంగా ప్రత్యక్ష నీటి శీతలీకరణ మరియు లక్ష్యం పదార్థం ఉష్ణ వాహకత. 25 W / cm2 దిగువన ఉండాలి, పరోక్ష నీటి శీతలీకరణ, లక్ష్య పదార్థం ఉష్ణ వాహకత తక్కువగా ఉంటుంది, థర్మల్ ఒత్తిడి కారణంగా ఫ్రాగ్మెంటేషన్ కారణంగా లక్ష్య పదార్థం లేదా లక్ష్య పదార్థంలో తక్కువ అస్థిర మిశ్రమం భాగాలు మరియు ఇతర శక్తి సాంద్రతలు మాత్రమే ఉంటాయి 2 ~ 15 W / cm2 దిగువన, అధిక శక్తి సాంద్రత అవసరాల కంటే చాలా తక్కువ.లక్ష్యం వేడెక్కడం సమస్య చాలా ఇరుకైన అధిక శక్తి పప్పులను ఉపయోగించడం ద్వారా పరిష్కరించబడుతుంది.అండర్స్ హై-పవర్ పల్సెడ్ మాగ్నెట్రాన్ స్పుట్టరింగ్‌ను ఒక రకమైన పల్సెడ్ స్పుట్టరింగ్‌గా నిర్వచించారు, ఇక్కడ గరిష్ట శక్తి సాంద్రత సగటు శక్తి సాంద్రతను 2 నుండి 3 ఆర్డర్‌ల పరిమాణంలో మించిపోయింది మరియు లక్ష్య అయాన్ స్పుట్టరింగ్ స్పుట్టరింగ్ ప్రక్రియలో ఆధిపత్యం చెలాయిస్తుంది మరియు లక్ష్యం ఎక్కువగా విస్ఫోటనం చెందుతుంది. .

No.2 అధిక శక్తి పల్సెడ్ మాగ్నెట్రాన్ స్పుట్టరింగ్ పూత నిక్షేపణ యొక్క లక్షణాలు

అధిక శక్తి పల్సెడ్ మాగ్నెట్రాన్ స్పుట్టరింగ్ అధిక డిస్సోసియేషన్ రేట్ మరియు అధిక అయాన్ శక్తితో ప్లాస్మాను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు చార్జ్ చేయబడిన అయాన్‌లను వేగవంతం చేయడానికి బయాస్ ప్రెజర్‌ను వర్తింపజేయవచ్చు మరియు పూత నిక్షేపణ ప్రక్రియ అధిక-శక్తి కణాల ద్వారా బాంబు దాడి చేయబడుతుంది, ఇది ఒక సాధారణ IPVD సాంకేతికత.అయాన్ శక్తి మరియు పంపిణీ పూత నాణ్యత మరియు పనితీరుపై చాలా ముఖ్యమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయి.
IPVD గురించి, ప్రసిద్ధ థోర్టన్ స్ట్రక్చరల్ రీజియన్ మోడల్ ఆధారంగా, అండర్స్ ప్లాస్మా డిపాజిషన్ మరియు అయాన్ ఎచింగ్‌లను కలిగి ఉన్న ఒక నిర్మాణ ప్రాంత నమూనాను ప్రతిపాదించారు, థోర్టన్ నిర్మాణ ప్రాంత నమూనాలో పూత నిర్మాణం మరియు ఉష్ణోగ్రత మరియు గాలి పీడనం మధ్య సంబంధాన్ని పూత నిర్మాణం మధ్య సంబంధానికి విస్తరించారు, ఉష్ణోగ్రత మరియు అయాన్ శక్తి, పిక్ 2లో చూపిన విధంగా. తక్కువ శక్తి అయాన్ నిక్షేపణ పూత విషయంలో, పూత నిర్మాణం థోర్టన్ స్ట్రక్చర్ జోన్ మోడల్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది.నిక్షేపణ ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో, ప్రాంతం 1 (వదులు పోరస్ ఫైబర్ స్ఫటికాలు) నుండి ప్రాంతం T (దట్టమైన ఫైబర్ స్ఫటికాలు), ప్రాంతం 2 (కాలమ్ స్ఫటికాలు) మరియు ప్రాంతం 3 (పునఃస్ఫటికీకరణ ప్రాంతం);నిక్షేపణ అయాన్ శక్తి పెరుగుదలతో, ప్రాంతం 1 నుండి ప్రాంతం T, ప్రాంతం 2 మరియు ప్రాంతం 3కి పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది.అధిక సాంద్రత కలిగిన ఫైబర్ స్ఫటికాలు మరియు స్తంభాల స్ఫటికాలను తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద తయారు చేయవచ్చు.డిపాజిటెడ్ అయాన్ల శక్తి 1-10 eV క్రమానికి పెరిగినప్పుడు, డిపాజిటెడ్ పూత ఉపరితలంపై అయాన్ల బాంబు మరియు చెక్కడం మెరుగుపరచబడుతుంది మరియు పూతల మందం పెరుగుతుంది.

No.3 అధిక శక్తి పల్సెడ్ మాగ్నెట్రాన్ స్పుట్టరింగ్ టెక్నాలజీ ద్వారా గట్టి పూత పొరను తయారు చేయడం
అధిక శక్తి పల్సెడ్ మాగ్నెట్రాన్ స్పుట్టరింగ్ టెక్నాలజీ ద్వారా తయారు చేయబడిన పూత దట్టమైనది, మెరుగైన యాంత్రిక లక్షణాలు మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వం.Pic 3లో చూపినట్లుగా, సాంప్రదాయిక మాగ్నెట్రాన్ స్పుటర్డ్ TiAlN పూత అనేది 30 GPa కాఠిన్యం మరియు 460 GPa యంగ్స్ మాడ్యులస్‌తో కూడిన స్తంభాల క్రిస్టల్ నిర్మాణం;HIPIMS-TiAlN పూత 34 GPa కాఠిన్యం అయితే యంగ్ యొక్క మాడ్యులస్ 377 GPa;కాఠిన్యం మరియు యంగ్ యొక్క మాడ్యులస్ మధ్య నిష్పత్తి పూత యొక్క మొండితనానికి కొలమానం.అధిక కాఠిన్యం మరియు చిన్న యంగ్ యొక్క మాడ్యులస్ అంటే మెరుగైన దృఢత్వం.HIPIMS-TiAlN పూత మెరుగైన అధిక ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది, AlN షట్కోణ దశ సంప్రదాయ TiAlN పూతలో 4 గంటల పాటు 1,000 °C వద్ద అధిక ఉష్ణోగ్రత ఎనియలింగ్ చికిత్స తర్వాత అవక్షేపించబడుతుంది.పూత యొక్క కాఠిన్యం అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద తగ్గుతుంది, అయితే HIPIMS-TiAlN పూత అదే ఉష్ణోగ్రత మరియు సమయంలో వేడి చికిత్స తర్వాత మారదు.HIPIMS-TiAlN పూత సాంప్రదాయ పూత కంటే అధిక ఉష్ణోగ్రత ఆక్సీకరణ యొక్క అధిక ప్రారంభ ఉష్ణోగ్రతను కలిగి ఉంటుంది.అందువల్ల, HIPIMS-TiAlN పూత PVD ప్రక్రియ ద్వారా తయారు చేయబడిన ఇతర పూతతో కూడిన సాధనాల కంటే హై-స్పీడ్ కట్టింగ్ టూల్స్‌లో మెరుగైన పనితీరును చూపుతుంది.