高功率脉冲磁控溅射技术的发展与研究

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------高功率脉冲磁控溅射技术的发展与研究第46卷第3期2009年5月真空VACUUMVol.46,No.3May.2009吴忠振，朱宗涛，巩春志，田修波，杨士勤，李希平（哈尔滨工业大学材料学院现代焊接生产技术国家重点实验室，黑龙江哈尔滨150001）摘要：高功率脉冲磁控溅射技术（HPPMS）作为一种溅射粒子离化率高、可以沉积致密、高性能薄膜的脉冲新技术已经在国外广泛研究，但在国内尚未见研究报道。本文介绍

2、了近十年来HPPMS技术在电源、形式、放电行为和薄膜沉积等方面的研究进展。在HPPMS过程中，粒子随脉冲开关通过电子冲击和电荷交换电离，并按照双极扩散理论向基体附近传输，离子能量分布随工作气压的不同而呈现不同的分布特征。这些放电特征有利于获得更宽的工艺范围和优异的膜层性能，最后介绍了我们实验室在HPPMS方面的研究工作。关键词:高功率脉冲磁控溅射；离化率；离子能量分布函数；薄膜性能中图分类号:TB43文献标识码:A文章编号：1002-0322（2009）03-0018-05Developmentofhigh-powerpulsemagnetronsputteringtechnology

3、——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------WUZhong-zhen,ZHUZhong-tao,GONGChun-zhi,TIANXiu-bo,YANGShi-qin,LIXi-ping(StateKeyLab.ofAdvancedWeldingProduction&Technology,SchoolofMaterialsScience&Engine

4、ering,HarbinUniversityofTechnology,Harbin150001,China)Abstract:Asanewtechnologyprovidinghighionizationrateofsputteringmaterialstodepositdensefilmswithhighperformance，thehigh-powerpulsemagnetronsputtering(HPPMS)technologywas'comrehensivelyinvestigatedindevelopedcountriesthoughithasseldombeenr

5、eportedinChina.ReviewstheprogressofHPPMSinrecent10yearswithrespecttothepowersupply,pulseconfiguration,dischargebehaviorandfilmdeposition.IntheHPPMSprocess,thesputteredparticlesareionizedbyelectronimpactand/orchargeexchangeinaccordancetothepulseon/off,andthechargedionsaretransferedintothevicinity

6、ofsubstrateaccordingtothetheoryofambipolardiffusion.Theionenergydistributionvarieswithdifferentworkinggaspressure.Allofthesearebeneficialtowideningthetechnologicalfieldandobtainingthefilmswithbettersurfaceproperties.WhatwedidinthefieldofHPPMSisalsobrieflypresented.———————————————————————————————

7、———————------------------------------------------------------------------------------------------------Keywords:HPPMS;ionizationrate;ionenergydistributionfunction;filmproperties磁控溅射技术广泛应用于薄膜制备领域，可以制备工业上所需要的超硬薄膜、耐腐蚀耐摩擦薄膜、超导薄膜