Тлеющий разряд
жүктеу/скачать 0,69 Mb. Pdf көрінісі
|
Bolbukov-avtoreferat FIN(1)
| Четвертая глава
посвящена описанию результатов изучения зависимости про- странственного распределения плазмы и интенсивности распыления мишени от конфи- гурации неоднородного магнитного поля. На рис. 8а представлена конфигурация поля магнита диаметром 60 мм, а на рис. 8б – зависимости от расстояния r до оси катода нормальной B n (штриховые кривые) и тан- генциальной B τ (сплошные кривые) составляющей вектора магнитной индукции на по- верхности мишени (кривые 1 ) и на расстоянии от нее 25 мм ( 2 ) и 50 мм ( 3 ). Арочная конфигурация поля на периферии мишени вызывает азимутальный дрейф эмитирован- ных ее поверхностью электронов. В образовавшейся здесь магнитной ловушке длина их пути до анода увеличивается, и скорость распыления мишени становится немного больше, чем в ее центре (кривые 2 на рис. 6). После установки магнита с диаметром 85 мм составляющая B n магнитной индукции на краю мишени (пунктирная кривая на рис. 8б) повысилась от 1 до 6 мТл и затруднила уход электронов из ловушки. В результате при U м = 1 кВ и токе катода I к = 1 А плотность тока на сетку снизилась от 5 до 2,5 А/м 2 , а средняя плотность ионного тока на мишень возросла от 11 до 37 А/м 2 и стала в 15 раз выше плотности тока на сетку. Доля тока ионов из эмиттера на мишень повысилась от 25 до 56%, а скорость распыления мишени возросла до 22 мкм/ч. Для оценки эффективности разработанного источника при синтезе покрытий в уг- лублениях диэлектрических изделий на двух подложках из поликора (Al 2 O 3 ) высотой 48 мм и длиной 60мм, установленных на расстоянии 25 мм друг от друга на вращающемся в центре камеры со скоростью 8 об/мин столе, после добавления к аргону 15% азота при напряжении на мишени U м = 1,2 кВ, токе I к = 3 A в цепи полого катода, плотности экви- 14 валентного тока j = 14 A/м 2 быстрых молекул с энергией ε = 200 эВ в течение 6 часов синтезировались покрытия из нитрида титана. Рис. 8а. Линии магнитного поля. Рис. 8б. Зависимости магнитной индукции B от r. Верхняя часть подложек была закрыта масками. После осаждения покрытий их снимали и на разных расстояниях от одного из краев подложки измеряли высоту δ сту- пенек между открытыми и закрытыми масками поверхностями. На внешней поверхно- сти пластины толщина покрытия распределена достаточно однородно и составляет δ ~ 5 мкм (рис. 9а). На внутренней поверхности пластины толщина покрытия снижается от ~ 5 мкм на краях до ~ 3,2 мкм в середине пластины (рис. 9б). Тем не менее, на внешних и внутренних поверхностях пластин микротвердость покрытий ~ 2400 HV25 и их золоти- стый цвет одинаковы. Дифрактограмма покрытия на внутренней поверхности пластины не отличается от дифрактограммы покрытия на ее внешней поверхности и соответствует покрытиям состава TiN, осаждаемым стандартным методом магнетронного распыления. Для синтеза покрытий на второй паре таких же подложек использовались электро- дуговой испаритель металла с током дуги 100 А и источник пучка молекул азота с энер- гией ε = 200 эВ и эквивалентным током 0,5 А, оси которых перпендикулярны друг дру- гу. В течение 4 часов на внешних поверхностях вращавшихся подложек были получены покрытия темного цвета с достаточно равномерно распределенной по длине толщиной ~ 3,3 мкм. В то же время на внутренних поверхностях подложек толщина покрытий изме- нялась от 3 мкм на краях до 1,8 мкм в середине подложки. Микротвердость покрытий на внутренних поверхностях подложек составила от 250 HV50 до 300 HV50, что характер- но для металлического, а не нитридного покрытия. 15 а б Рис. 9. Зависимости от расстояния x до края пластины длиной 60 мм толщины δ покрытия (сплошные кривые) и его микротвердости (штриховые кривые) на внешней (а) и внутренней (б) поверхностях подложки. Таким образом, однородность свойств покрытий, синтезируемых при изменяю- щихся углах падения частиц на поверхность диэлектрических изделий сложной геомет- рии с глубокими пазами, обеспечивает лишь разработанный в настоящей работе источ- ник, в котором траектории атомов металла и быстрых молекул газа совпадают. жүктеу/скачать 0,69 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|