HPPMS 대공명 자기 제어 노광 PVD 층 기술

高功率脉冲磁控溅射(高功率脉冲磁控溅射, 일명 HIPIMS)는 磁控溅射沉积的PVD 층 기술을 기반으로 합니다. HPPMS利用kW / cm. ²量级的极高功率密度的小小于10％的低占空比（開/关时比）下，以数十微秒短脉冲（脉冲）为单位。HPPMS的显着特征是溅射金属的高度电离和分子气体的高解离速率，这导致了沉积膜的高密度。电离和解离度根据峰值阴极功率而增加。이极限的放電从辉光到电弧相通过确定。선택峰值功率和占空比，以保持类似常规溅射的平均阴極功率（1-10W / cm）.

HPPMS 사용 대상

• 지하층에서 지하로 이동하기 전 사전 처리(기초 작업) 강화
• 고밀도의 미세한 층을 가진 도구

HPPMS는 매우 짧은 시간 내에(일반적으로 100μs) 극단에 대용량의 전력을 공급할 수 있으므로 일반적으로 다른 종류의 전원이 필요합니다[1]. HPPMS 작업은 비교적 큰 저전력 전력 전송 기반을 제공할 수 있으며 전력은 최대 3㎿를 생산해야 합니다. /전압, 100~150μs 간격, 평균 전력 20kW, 주파수 500Hz 이상, 공급 전력 외, 还必须进行电弧抑制, 该过程利用了高能量脉冲产生的增强电离的优势 施加至靶材的功率密度约为1~3kW / cm。 ²(与功率密度约为1 - 10W / cm) ^2的传统磁控溅射相比)[2]입니다.

전력 사용량을 증가시킴으로써 HPPMS를 사용하여 결정체 생성을 완료하고 그 상호 조직을 제어할 수 있습니다[3]. 환경 조건도 마찬가지로 매우 중요하지만, 전력 점유율과 같은 결정체 수치가 결정체 형성에 도움이 되는 것으로 밝혀졌습니다. ₂的金赤石相随脂週期而增加，随密度随脂幅度而降低[3] ，而然其他研究人员没有看到这样现象，只得非晶膜，沉积了高结晶度的钛[4] 。HPPMS已沉积了高度结晶的ITO膜。

결과적으로, HPPMS 층 응용 도구는 의학, 광학, 전기 및 환경 특성을 개선하고 미세 결함을 개선하면 광학적 특성도 개선합니다[3,4,5-9]. 대중적으로 알려진 바와 같이, 절제율은 광학적 층의 밀도에 따라 결정되며 밀도가 작은 층의 절제율은 일반적으로 밀도가 높은 층보다 낮습니다. TiO ₂층은 밀도에 따라 2.2 - 2.5 간격으로 변화하여 전체적으로 밀도에 따라 결정됩니다. 보고서에 따르면, 직류 자기 제어 빔에 비해 HPPMS 빔은 그림 1과 같이[5] 상대적으로 높은 절제율을 가지며 전체 광선 상에서 절제율이 비교적 높으며 이러한 층의 밀도는 3.83 g / cm에 이릅니다. ³DC 밀도: 3.71g/cm ³표면 두께는 1.3nm, 표면 두께는 0.5nm에 불과하며 전원을 사용할 때 가장 높은 점유율을 차지하는 TiO _2涂层的折射率也很高，约为2.72 [3]。改善SiO ₂，ZnO，Al ₂ O ₃，타 ₂ O ₅和ZrO _2的光学性能电影也有报道[6,7,8]。这些结果令人印象深刻，但必须注意某些事项。与使用其他电源沉积的涂层相比，HPPMS涂层并总是具有改进的性能[10]光学常数总是很程度上沉积条件，并且必须为每种材料和沉积系统确定最佳的一组条件。我看到平面磁控溅射膜也보고了很高的折射率。实际上，某些情况下中频磁控溅射比HPMS具有更好的性能[8] 。

HPPMS의 또 다른 장점은 환경 개선과 환경 친화성입니다. 환경 개선과 환경 친화성을 위해 많은 노력을 기울이고 있습니다. 但HPPMS沉积的银膜似乎在多层结构中具有更高的稳定性和光学性能[9]，但HPPMS沉积的银膜似乎在多层结构中具有更高的稳定性和光学性能[9]，尽管仍有许多测试要做。

随着密度和光滑度的提高，这工具有改善摩擦涂层性能的潜力[11-15]。具有致密的微观结构和光滑表面的涂层在许多应用中是优的，因为它增加了耐腐蚀和耐磨性，减少了摩擦。诸如TiN，CrN。 _x，Cr _x N _y和Ti ₃ SiC _2的硬质材料均在通过HPPMS沉积。与直流磁控溅射沉积相对，TiN涂层具有非常细晶粒结构[19]。CrN涂层甚至比UBM溅射涂层具有更好的微观结构。报道硬度值接近25 GPa，滑动磨损系数从7降低到0.2 [15]。

HPePMS는 또한 VMeCN과 CrN/NbN 초결정층[16,17]을 사용했으며, 이러한 결과는 새로운 높은 경도 값과 낮은 COF를 나타내고, TiAlCN / VCN 초결정질은 비교적 높은 경도 값(Hv = 2900 kg / mm)을 나타냅니다. ²)와 0.42의 비교적 낮은 COF를 나타내며, CrN/NbN 층은 내열성 및 보호성이 증가하고 표면 오염도가 상대적으로 낮습니다[16]. 이 과정에서 중요한 단계 중 하나는 HPPMS의 V 및 Nb 예비 처리 재료를 사용하는 것입니다.

几种资源指出HPPMS膜应具有较低的机械应力[17]虽然应力的测量结果不充分，但据报道CrN涂层的应力在3GPa附近[15] 23。碳膜中测得的应力范围为1.6 GPa至6.5 GPa[18]。TiN涂层中也测得了低应力[19,20].

HPPMS는 저전압의 ITO 공정에 사용되었으며[21], 전반적으로 개선된 TCO의 성능을 보여주었습니다. ZnO: Al도 이 과정을 거쳤습니다. 几乎所有相关报告都将HPPMS涂层与DC磁控溅射涂层进行了比较 그림2는 HPPMS와 300 C下沉积的DC溅射膜的表面形态[22]를 비교한 것입니다. 그림3은 두 가지 방법(9a - DC와 9b - HPPMS)을 비교한 것입니다. 沉积的电阻率膜, 하나의 O에서 DC 방식으로 실제 전압을 계산한 것입니다.₂1sccm의 유량이 3.2×10으로 증가합니다. ^-3 Ω.cm(본 영역에서 ITO의 전압 상태), 그러나 HPPMS 방식의 전압 비율은 3.1〜×10입니다. ^-3 Ω.cm과 동일한 O ₂流. 작성자는 이것이 매우 큰 차이라고 생각하며, 최저 보고율의 값은 1.35×10입니다. ^-3 Ω.cm直流膜和〜1.25 X10 ^-3 Ω.cm에서 HPPMS로. HPPMS의 진정한 장점은 저층 광도에 있지만 HPPMS는 사람들의 청력을 향상시켰습니다.

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참고: 참고

1. D J Christie 외, 제47회 진공 코팅기 학회 연례 기술 컨퍼런스 (2004) 113.
2. William D. Sproul, 진공 코팅 기술의 50년과 진공 코팅 학회의 성장, Donald M. Mattox 및 Vivienne Harwood Mattox ed., 진공 코팅 학회 (2007) 35.
3. R Bandorf 외, 제50차 진공 코팅기 학회 연례 기술 컨퍼런스 (2007) 160.
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5. K 사라 키노스 외., Rev. Adv. Sci, 15 (2007) 44.
6. S 콘스탄티니디스 외, 제50차 진공 코팅기 학회 연례 기술 컨퍼런스 (2007) 92.
7. W.D. Sproul, D.J. Christie, D.C. Carter, 제47회 진공 코팅기 학회 연례 기술 컨퍼런스(2004) 96.
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12. J Böhlmark 외, 제49회 진공 코팅기 학회 기술 컨퍼런스(2006) 334쪽.
13. J Alami 외, 얇은 고체 필름 515 (4): 1731-1736.
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15. J Paulitsch 외, 제50회 진공 코팅기 학회 기술 컨퍼런스(2007) 150.
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18. 진공 코팅기 학회 제46회 기술 컨퍼런스 (2003) 158
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