本文關(guān)鍵詞：多弧離子鍍大顆粒的去除及脈沖偏壓對(duì)膜層特性的影響研究　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：多弧離子鍍是利用陰極電弧放電蒸發(fā)源的一種離子鍍技術(shù),具有離化率高、離子能量高、沉積速率快、膜層性能好等優(yōu)點(diǎn)。但是由于陰極弧源電弧擁有極高的電流密度(可達(dá)105~108 A/cm2)與功率密度(可達(dá)109 W/cm2),會(huì)造成陰極靶材表面產(chǎn)生中性團(tuán)簇發(fā)射,即“大顆�！卑l(fā)射,其尺寸從0.1至幾百微米不等,多數(shù)顆粒尺寸超過(guò)了膜層厚度。這些大顆粒的存在,使得膜層表面光潔度下降,影響膜層性能,嚴(yán)重制約制備高性能薄膜的能力。為了去除大顆粒,本文研究分析了大顆粒的產(chǎn)生、運(yùn)輸以及沉積過(guò)程,通過(guò)優(yōu)化陰極弧源參數(shù),同時(shí)使用磁過(guò)濾器、孔狀擋板,并結(jié)合脈沖偏壓方法來(lái)去除大顆粒,并研究了脈沖偏壓對(duì)膜層性能的影響。研究結(jié)果表明:(1)減小弧電流能夠降低靶面功率密度,從而降低大顆粒的發(fā)射數(shù)量,弧電流從80 A降低到60 A,顆粒數(shù)降低了一半;(2)與過(guò)濾器彎管同軸心的孔狀機(jī)械擋板會(huì)降低沉積速率,但是可以大幅提高過(guò)濾大顆粒的能力;(3)彎管偏壓能夠有效提高彎管磁過(guò)濾器離子通過(guò)效率,施加+15 V彎管偏壓比不施加偏壓,離子傳輸效率提高了70%;(4)脈沖偏壓會(huì)影響磁過(guò)濾陰極電弧方法制備非晶碳膜(ta-C)的沉積速率,但影響幅度低于10%,隨著偏壓值增大,沉積速率呈先增加后減小趨勢(shì),在1200 V附近沉積速率最高。高的偏壓值會(huì)抑制膜層中sp3鍵的形成,減少sp3鍵含量,降低膜層硬度值,但是脈沖偏壓有利于提高膜層黏附力。(5)脈沖偏壓會(huì)使等離子體鞘層產(chǎn)生漲落,阻止運(yùn)動(dòng)速度較低的大顆粒到達(dá)基片表面,同時(shí)偏壓的濺射效應(yīng)可以抑制膜層表面大顆粒的生長(zhǎng),有利于改善膜層表面形貌。(6)90°彎管磁過(guò)濾器能有效阻斷大顆粒的運(yùn)輸過(guò)程,可以去除絕大多數(shù)顆粒,結(jié)合脈沖偏壓方法制備的四面體非晶碳膜(ta-C)達(dá)到了較高的表面顆粒標(biāo)準(zhǔn),顆粒密度可降低到0.55個(gè)/100μm以下,顆粒平均直徑能達(dá)到0.29μm以下,可以達(dá)到一般磁控濺射的表面光潔度。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB306

【參考文獻(xiàn)】

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