直流偏壓和脈沖偏壓的比較

2022/04/02

    傳統(tǒng)的電弧離子鍍是在基片臺(tái)上施加直流負(fù)偏壓控制離子轟擊能量, 這種沉積工藝存在以下缺點(diǎn):

1.基體溫升高, 不利于在回火溫度低的基體上沉積硬質(zhì)膜。

2.高能離子轟擊造成嚴(yán)重的濺射, 不能簡(jiǎn)單通過提高離子轟擊能量合成高反應(yīng)閾能的硬質(zhì)薄膜。

3.直流偏壓電弧離子鍍工藝中,為了抑制正離子對(duì)基體表面連續(xù)轟擊而導(dǎo)致的基體溫度過高,主要采取減少沉積功率、縮短沉積時(shí)間、采用間歇沉積方式等措施來降低沉積溫度，這些措施可以概括地稱為能量控制法"這種方法雖然可以降低沉積溫度,但也使薄膜的某些性能下降,同時(shí)還降低了生產(chǎn)效率和薄膜質(zhì)量的穩(wěn)定性，因此,難以推廣應(yīng)用。

脈沖偏壓電弧離子鍍工藝中,由于離子是以非連續(xù)的脈沖方式轟擊基體表面,所以通過調(diào)節(jié)脈沖偏壓的占空比,可改變基體內(nèi)部與表面之間的溫度梯度,進(jìn)而改變基體內(nèi)部與表面之間熱的均衡補(bǔ)償效果,達(dá)到調(diào)控沉積溫度的目的。這樣就可以把施加偏壓的脈沖高度與工件溫度獨(dú)立分開(互不影響或影響很小)調(diào)節(jié),利用高壓脈沖來獲得高能離子的轟擊效應(yīng)以改善薄膜的組織和性能,通過降低占空比來減小離子轟擊的總加熱效應(yīng)以降低沉積溫度。