Wpływ źródła łuku Aktualne tempo osadzania się filmów cynowych
Jun 21, 2018| Stopień osadzania ma duży wpływ na wydajność filmu TiN. Folia wytworzona przy wysokiej szybkości osadzania jest gęstsza z dobrą twardością i wytrzymałością wiązania, podczas gdy cienka folia wytworzona przy niższej szybkości osadzania jest luźniejsza. Szybkość osadzania i prąd źródłowy łuku mają duży związek. Badania wykazały, że szybkość osadzania się filmu TiN jest proporcjonalna do gęstości prądu katodowego, a jego formuła obliczeniowa jest następująca:
R = Jm / eρ
We wzorze, szybkość osadzania R cienkiej błony; Gęstość prądu jat katody; m-masa cząsteczkowa TiN; ładunek elektronowy; ρ-teoretyczna gęstość TiN
Figura 4 jest schematem wariancji grubości folii ze zmianą prądu źródła łuku zmierzoną za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej w tym badaniu. Można zauważyć, że wraz ze wzrostem prądu źródła łuku szybkość osadzania się i grubość warstwy folii TiN wzrasta, co jest w pełni zgodne ze wzorem. Gdy prąd źródłowy łuku wynosi 40 A, szybkość osadzania jest bardzo niska, a szybkość nakładania błony TiN wynosi 625nm / h. Kiedy prąd źródła łuku wzrasta do 100 A, szybkość nakładania błony TiN osiąga 1857 nm / hw tych samych warunkach.
Ryc. 4 Grubość filmu TiN zmienia się wraz z prądem źródła łuku
Rys. 5 Zmiany temperatury w komorze próżniowej z prądem źródła łuku
Ponadto, jeśli prąd źródła łuku wzrasta, wzrasta zarówno docelowa temperatura powierzchni, jak i temperatura komory próżniowej (rysunek 5). Z jednej strony, istnieje więcej parowania Ti z celu, więc więcej cząstek Ti będzie jonizowało i wchodzi w interakcję ze zjonizowanym N, tworząc folię TiN. Z drugiej strony, na powierzchni podłoża (próbki), ze względu na wzrost temperatury, proces dyfuzji cząstek jest łatwiejszy, więc szybkość osadzania się błony jest przyspieszona. Jednocześnie, w związku ze wzrostem temperatury komory próżniowej, z punktu widzenia reakcji chemicznej, Ti i N są bardziej prawdopodobne, że połączą się w TiN, a tym samym przereaguje duża ilość jonów N, co powoduje wzrost w stopniu próżni komory próżniowej, w rzadkiej plazmie, Osłabienie cząstek na powierzchni podłoża jest osłabione, a więcej cząstek dociera do powierzchni podłoża (próbki) i osadza się w folii, a tym samym szybkość osadzania jest zwiększony.