凹槽工件表面常规磁控与高功率脉冲磁控溅射沉积钒薄膜的研究(英文)

作者：李春伟; 田修波; 刘天伟; 秦建伟; 杨晶晶; 巩春志; 杨士勤

来源：稀有金属材料与工程, 2013, (12): 2437-2441.

• 高功率脉冲磁控溅射
• 凹槽工件
• 钒薄膜
• 均匀性
• 膜厚 high power pulsed magnetron sputtering
• concave object
• vanadium film
• uniformity
• film thickness

高功率脉冲磁控溅射是一种制备高质量薄膜的新兴方法。在相同的平均功率下分别采用HPPMS技术和传统DCMS技术在凹槽工件表面制备了钒薄膜。对比研究了两种方法下的等离子体组成、薄膜的晶体结构、表面形貌及膜层厚度的异同。结果表明:HPPMS产生的等离子体包括Ar(1+),V(0)和相当数量的V(1+);而DCMS放电时的等离子体包括Ar(1+),V(0)和极少量的V(1+)。两种方法制备的凹槽不同位置处钒薄膜相结构的变化规律大致相似。HPPMS制备的钒薄膜表面致密、平整;而DCMS制备的膜层表面出现非常锐利的尖峰且高度很高,凹槽不同位置表面状态表现出较大差异。DCMS制备的钒薄膜截面表现为疏松的柱状晶结构;而HPPMS制备的膜层也具有轻微的柱状晶结构,但结构更为致密。HPPMS时的膜层厚度小于DCMS时的膜层厚度。与凹槽工件的上表面相比,DCMS时侧壁膜层的厚度为上表面的32%,底部膜层的厚度为上表面的55%。而HPPMS时侧壁的厚度为上表面的35%,底部膜层的厚度为上表面的69%。采用HPPMS方法在凹槽工件表面获得的膜层厚度整体上表现出更好的均匀性。

• 单位
  东北林业大学; 表面物理与化学国家重点实验室; 中国工程物理研究院; 哈尔滨工业大学