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高压耦合高功率脉冲磁控溅射的增强放电效应

吴忠振 田修波 潘锋 Ricky K. Y. Fu 朱剑豪

高压耦合高功率脉冲磁控溅射的增强放电效应

吴忠振, 田修波, 潘锋, Ricky K. Y. Fu, 朱剑豪
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  • 等离子体源离子注入与沉积技术作为一种可生产高结合力、高致密度涂层的真空镀膜技术,具有广阔的应用前景,尤其适用于高载荷工况下服役的功能涂层制备. 该技术中金属等离子体源是关键,而现有的脉冲阴极弧源结构复杂,且由于伴随金属液滴而需要增加过滤装置. 本文研究了另一种简单结构的金属等离子体源备选-高功率脉冲磁控溅射源(HPPMS)的放电特性,采用等离子体发射光谱仪探索了不同的耦合高压对HPPMS放电靶电流特性和等离子体特性的作用. 发现耦合高压对HPPMS放电有明显的促进作用,相同靶电压下的放电强度大幅增加,相对于金属放电,耦合高压对气体放电的促进作用更加明显,但在自溅射为主的高压放电阶段对金属放电的促进作用明显增强. 讨论了耦合高压对HPPMS放电的增强机制,发现耦合高压自辉光放电、耦合高压和HPPMS电压构成双向负压形成的空心阴极效应,以及耦合高压鞘层改善的双极扩散效应都对HPPMS放电的增强有明显作用.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51301004,U1330110)和深圳市科技计划(批准号:SGLH20120928095706623,JCYJ20120614150338154,CXZZ20120829172325895)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-03-25
  • 修回日期:  2014-05-13
  • 刊出日期:  2014-09-05

高压耦合高功率脉冲磁控溅射的增强放电效应

  • 1. 北京大学深圳研究生院新材料学院, 深圳 518055;
  • 2. 哈尔滨工业大学, 先进焊接与连接国家重点实验室, 哈尔滨 150001;
  • 3. 香港城市大学物理与材料科学系, 九龙
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51301004,U1330110)和深圳市科技计划(批准号:SGLH20120928095706623,JCYJ20120614150338154,CXZZ20120829172325895)资助的课题.

摘要: 等离子体源离子注入与沉积技术作为一种可生产高结合力、高致密度涂层的真空镀膜技术,具有广阔的应用前景,尤其适用于高载荷工况下服役的功能涂层制备. 该技术中金属等离子体源是关键,而现有的脉冲阴极弧源结构复杂,且由于伴随金属液滴而需要增加过滤装置. 本文研究了另一种简单结构的金属等离子体源备选-高功率脉冲磁控溅射源(HPPMS)的放电特性,采用等离子体发射光谱仪探索了不同的耦合高压对HPPMS放电靶电流特性和等离子体特性的作用. 发现耦合高压对HPPMS放电有明显的促进作用,相同靶电压下的放电强度大幅增加,相对于金属放电,耦合高压对气体放电的促进作用更加明显,但在自溅射为主的高压放电阶段对金属放电的促进作用明显增强. 讨论了耦合高压对HPPMS放电的增强机制,发现耦合高压自辉光放电、耦合高压和HPPMS电压构成双向负压形成的空心阴极效应,以及耦合高压鞘层改善的双极扩散效应都对HPPMS放电的增强有明显作用.

English Abstract

参考文献 (32)

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