Reaktiv högeffektspulsad tunnfilmsbeläggning

Syfte och mål

Forskningen har rört en teknik med akronymen HiPIMS (high power impulse magnetron sputtering), en metod för tunnfilmsbeläggning med avsevärd potential i industriella applikationer. Vi har klargjort mekanismerna bakom två fenomen med avgörande betydelse för hur HiPIMS-urladdningar fungerar: dels Ohmsk upphettning av elektroner, vilken matar in elektrisk energi i urladdningen, dels recycling av gasjoner vilket spelar en stor roll i urladdningarnas partikelbalans.

Resultat och förväntade effekter

Vi har visat att för metaller med högt självsputter-utbyte bärs jonströmmen vid den yta som sputtras, katoden, nästan uteslutande av joner av katodmaterialet, medan för metaller med lågt självsputter-utbyte en dominerande andel av strömmen kan bäras av joner av processgasen. Dessa upptäckter kommer troligtvis att ha stor betydelse för processkontroll och beläggningsprestanda i reaktiv HiPIMS för tunnfilmsbeläggningar.

Upplägg och genomförande

För reaktiv HiPIMS leder ovanstående upptäckter till slutsatsen att, vid de höga strömmar som normalt används, en signifikant andel av strömmen till katoden utgörs av joner av processgasen. Detta väcker frågeställningen om dessa höga strömtätheter verkligen är nödvändiga. Går det att åstadkomma de önskade höga plasmatätheterna vid lägre strömtätheter? Kan man manipulera den magnetiska fältbilden, så att färre joner av det sputtrade materialet återvänder?

Externa länkar

This webpage has information on the project progress This webpage has all my presentations