深振荡磁控溅射Cr靶放电等离子体特性整体模型研究
编号:387 稿件编号:443 访问权限:仅限参会人 更新:2023-03-23 14:19:32 浏览:388次 口头报告

报告开始:2023年04月23日 11:30 (Asia/Shanghai)

报告时间:15min

所在会议:[B1] 薄膜科技论坛一 [B1-1] 上午场

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摘要
常规高功率脉冲磁控溅射技术能够提高金属离化率,改善薄膜组织结构,提高薄膜性能,但放电时较高的靶电流密度容易引起打弧,产生液滴降低薄膜质量。深振荡磁控溅射(Deep Oscillation Magnetron Sputtering, DOMS)技术通过一系列调制电压微脉冲振荡放电,能够提供高密度、高离化率的金属等离子体,同时减少甚至消除打弧,获得稳定高功率放电。现有关于DOMS的研究主要关注工艺参数对薄膜性能的影响,缺乏对DOMS等离子体放电机制的深入理解。本研究采用整体模型研究了深振荡磁控溅射(Deep Oscillation Magnetron Sputtering, DOMS)Cr靶放电离化区等离子体特性与放电机制。工作气体为Ar,气压0.8 Pa,充电电压为260 V – 400 V。模型输入条件为放电靶电压电流波形。DOMS放电离化区等离子体密度与靶功率同步变化。微脉冲开启期间,Ar原子首先电离形成等离子体,随后金属原子电离放电。微脉冲关闭期间,Ar离子维持余辉等离子体。DOMS等离子体表现出金属/气体交替放电的特征。随着充电电压增加,等离子体峰值密度线性增加,主要原因是Cr+离子密度大幅增加,而Ar+离子增加较少。在充电电压较高时,工作气体稀薄现象加剧,等离子体由气体主导放电向金属主导放电转变。气体稀薄化能够促进金属放电,这是由于当工作气体被大量消耗时,电子将能量用于电离金属原子。在充电电压超过360 V时,自溅射参数峰值超过1,表明金属放电进入runaway状态,产生致密金属等离子体,沉积Cr薄膜组织结构更为致密,晶粒尺寸减小,薄膜组织由I区转变为T区,薄膜纳米硬度增加。DOMS技术通过高电压脉冲振荡放电,实现短时间金属自溅射,而且能够在过流前主动断开靶电压,消除了打弧现象。
关键字
深振荡磁控溅射,整体模型,自溅射,Cr靶
报告人
高剑英
大连理工大学

稿件作者
高剑英 大连理工大学
雷明凯 大连理工大学
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