磁控溅射Ti靶表面粒子溅射模式的机制研究

摘要：

利用自主研发的双级脉冲电场,通过分别调控2个脉冲阶段的电场参量引发阴极靶面气体放电由辉光向弧光转变,借助弧光放电产生的高密度等离子体,增强靶面氩离子的碰撞动能和金属靶材产生的焦耳热,诱发靶面粒子以高离化率、高产额的热发射方式离开靶材.结果表明:在持续提高铜靶和钛靶的靶电流密度时,阴极靶材与阳极腔体间的伏安特性会由正比例的递增关系转变为反比例的递减关系,说明气体放电会由辉光放电向弧光放电转变,并以此诱发靶面粒子由碰撞溅射方式转变为溅射加热发射方式离开靶材.实验以钛靶作为研究对象,采用双级脉冲电场在提高钛靶电流密度时,靶面形貌由具有阶梯状直线条纹的多边形凹坑结构转变为具有阶梯状直线条纹的多边形凹坑和水流波纹状的圆形凹坑的混合结构,说明此时靶面粒子的溅射方式除典型的碰撞溅射外,已逐渐向溅射加热发射双重方式转变,薄膜的沉积速率也由6 nm/min大幅增大至26 nm/min.

关键词：磁控溅射、弧光放电、热发射、双级脉冲电场

所属期刊栏目：51

分类号：TB43(工业通用技术与设备)

资助基金：国家自然科学基金52001251

在线出版日期：2022-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：3276-3281