Утицај струјног извора струје на површинску морфологију танких танких филма

Слика 1 приказује секундарни електронски снимак СЕМ површинске морфологије филма, припремљеног на различитим интензитетима струјног извора струје. Може се видети да када се струја извора лука повећава, број капљица на површини филма се повећава, величина такође постаје већа, а квалитет површине филма опада.

а) И = 40А, б) И = 50А, ц) И = 70А, д) И = 80А, е) И = 90А, ф) И = 100А

Фиг.1 Површинска морфологија филма ТиН произведена под различитим струјним изворима струје

Струја извора лука има већи утицај на број и величину капљица на површини филма. Из основног принципа обложености плочастим јонима, може се знати да под условима вакуума метална катода (циљ лука извора) и тригера електроде изазивају пражњење при импулзном напону од 10 кВ, док леви катод има јаку густоћу струје пражњења (106 А / цм2 ~ 108 А / цм2) и фокусира се на веома малу површину лука од 5μм до 6μм (Слика 2), што резултира високом температуром изнад 6000 ° Ц, што омогућава брзо испаравање материјала катоду при стварању интензивну емисију термичког поља и јонизацију да би се формирала метална плазма високе густине. Због тога што је густина снаге лука мјеста превише концентрисана, лук бубањ је дубље и ствара прекомерни волумен течности. Када спот лука емитује честице (електроне, ионе, атоме, групе атомова итд.), Честице такође имају анти-корозивни ефекат на површину течности лука. Због тога што јони убрзавају кроз потенцијал плашта на површину течности, док бомбардује течност великом кинетичком енергијом, тако да велики број течних атома у купатилу истовремено добија много више енергије него енергија везивања, што резултира великим бројем Атоми концентришу емисију у облику емисије капљица. Што је већа густина снаге пражњења лука извора лука, што је дубљи базен за заваривање формиран на површини лука изворног лука, а већи је пречник мјеста, тако да ће величина пражњења директно утицати на генерисање капљица. Израз је:

П = ИУ / С

И-Просечна струја пражњења; Напон У-пражњења; С-Површинска површина катодне мете

Из једначине може се видети да се струја извора лука повећава, у складу с тим се повећава густина пражњења густине изворног лука, количина и величина генерисаних капљица такође се повећавају како би се квалитет површине површине смањио.

Н: Азот, М: Ти капљице. Главни поступак: А-позитивна честица прелази на супстрат, Б-неутралне честице на супстрату, секундарно спутање Ц-неутралних честица, секундарно спуттерирање Д-Ти капљица, циљеви Е-честица. Главне реакције: Кс + е-1 → Кс * + е-1, Кс * → Кс + хв, Кс-неутралне честице, Кс * -пуњене честице, хв-енергија, када ти иови и Н јони испуњавају супстрат, ТиН је формиран.

Сл.2. Процес формирања мулти-арц јонизованог ТиН филма и површинских капљица

Током лета од циља извора лука до подлоге (узорка) капљица спрчених из тарчног извора катодног лука, неке честице ће се сукобљавати са другима и постајати мање, али неке од њих и даље су велике, тако да има много различитих величина капљица на површини филма ТиН. Поред тога, с повећањем струје извора лука, на површини филма појављују се неке јамице. Што је већа струја, то је очигледније овај феномен, види се на Слици 1. Ове јаме се формирају падом капљица која је попрскала на површини. Када се струја извора лука повећала, брзина летења капљаних капљица је велика и неће се директно сударити са другим честицама у атмосфери плазме и директно доћи до површине подлоге (узорка). Ако се ове честице капљице не могу прскати помоћу секундарног реверзног спутера (Д на слици 2), они ће остати у филму, а неки од њих чак и продрети цео филм са подлоге (као што показују стрелице А и Б на сл. 3). Што је већа струја извора лука, то ће бити очигледнији феномен.

Слика 3 Велике капљице које продиру у ТиН филм