导读:本文包含了高功率复合脉冲磁控溅射论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:复合脉冲,磁控溅射,数值仿真,放电特性
高功率复合脉冲磁控溅射论文文献综述
王雪松[1]（2016）在《复合脉冲高功率磁控溅射数值仿真及Ti靶放电实验研究》一文中研究指出高功率磁控溅射技术由于高功率脉冲引起高等离子体密度,可以制备出性能良好的薄膜体系。但是其较低的平均功率和较低的沉积速率限制了其在生产过程中的发展。本文利用了高低复合脉冲的电压工作模式,以获得高离子密度的同时,提高薄膜沉积速率。使用PIC_MC模型对放电过程进行仿真,以研究放电过程各种因素的作用机理。结果显示,在空间场效应引起等离子体的特殊分布形式,进而引起空间电场的变化。随着放电进行,空间电场强度逐渐升高,导致出现阴极鞘层和高浓度离子区。随着阴极电压的升高,离化程度加剧,等离子体密度升高,电流密度增加。而复合脉冲粒子分布和电势分布与单脉冲近似,高低脉冲耦合期间等离子体密度能够得到维持,但是能量则会迅速下降。对复合脉冲电源在真空室使用Ti靶进行放电测试,由于真空室内等离子体负载非线性的特征,电流波形较为复杂。单脉冲放电过程随着电压的提高,放电状态从原子激发、气体离化到高价电离的转变。温度引起的靶面稀疏效应会导致电流峰值的减弱。通过采用一个高幅值短脉宽形式的脉冲置于前端进行引燃,发现在一定范围内,增加高脉冲幅值或增加高脉冲脉宽可以大幅度提高单位功率下的平均基体电流。同时,通过光谱分析,发现复合脉冲高功率磁控溅射技术可以改善离化率和溅射产额,从而获得金属离子含量较多的离子流。同时通过改变高脉冲的幅值和脉宽,可以对基体电流峰值和平均值进行控制。在高功率脉冲过程中,相比于靶电流变化,基体电流存在反应滞后的现象,其电流具有较平缓的上升和下降过程,并容易产生时间较长的电流平台。利用这种效应,可以一定程度上控制基体电流波形。改变高脉冲相位和数量,发现能够实现对基体电流峰值和平均值的精细调制作用。在合适的相位和数量下,不仅可以获得较大基体峰值电流的同时,也可以获得相对理想的基体电流平均值。这对于涂层制备过程中膜层性能的提高与沉积速率的提升具有积极意义。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
段伟赞[2]（2010）在《高功率复合脉冲磁控溅射放电特性及氮化物薄膜制备》一文中研究指出高功率复合脉冲磁控溅射(HHPPMS)技术,以其高的金属离化率,不含有大颗粒离子束,生成的薄膜结构致密,薄膜性能优异,成为国外研究的热点。本文对高功率复合脉冲磁控溅射(HHPPMS)的放电特性进行了深入的研究,分别探讨了在Ti和Zr靶下氩氮流量比、靶电压、复合直流、脉宽、脉冲频率和气压等工艺参数对靶电流和基体电流的影响。结果表明,氩氮流量比在小范围内对靶电流和基体电流的影响不明显;随着靶电压和复合直流的增加靶电流和基体电流均呈上升趋势,且复合直流数值增大可以明显改善脉冲的起辉效果;由于Ti靶和Zr靶溅射产额不同,因此脉宽和脉冲频率对Ti靶和Zr靶情况下靶电流和基体电流的影响也有些差异。电子流对Zr靶的基体电流影响显着,使其基体电流下降。通过HHPPMS在不锈钢基体上成功地沉积了ZrN和TiN薄膜。研究了氩氮流量比、工作气压和直流偏压、对TiN和ZrN薄膜的沉积速率、表面形貌、相结构、结合力、纳米硬度、摩擦磨损以及腐蚀特性的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)对膜层的表面形貌和结构进行检测。用划痕测试仪、纳米压痕仪、摩擦磨损试验仪和电化学腐蚀试验装置对涂层的结合力、纳米硬度及其在试验环境下摩擦磨损性能和抗腐蚀性能进行了测试。研究结果表明,与直流磁控溅射(DCMS)相比,HHPPMS制备的ZrN和TiN薄膜表面更加致密光滑,且孔隙等缺陷也更少,薄膜表面平均粗糙度更小。偏压对薄膜的表面粗糙度影响显着,在-100V时表面粗糙度最低,为1.174nm。与DCMS相比,采用HHPPMS镀膜时,薄膜的晶体结构发生改变,ZrN薄膜(111)择优取向更加明显。DCMS和HHPPMS制备薄膜的膜基结合没有明显的差别,均在50N左右;ZrN的硬度在直流磁控溅射和预离化高功率磁控溅射下均为30Gpa左右。而在HHPPMS中,气压对硬度的影响显着,在气压为0.7Pa时,硬度在20Gpa左右。氩氮流量比、气压和基体偏压对ZrN薄膜的摩擦磨损性能影响显着,HHPPMS制备的ZrN薄膜分别在氩氮流量比10/1.5、气压0.5Pa和偏压-100V时的,耐磨性能最好。DCMS和HHPPMS制备ZrN薄膜的耐腐蚀性能较基体均有所提高(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2010-07-01）
李希平[3]（2008）在《高功率复合脉冲磁控溅射等离子体特性及TiN薄膜制备》一文中研究指出磁控溅射技术成膜的粒子能量高,所镀膜层密度高、针孔少、纯度高,广泛应用于金属和化合物薄膜沉积。但是,传统的直流磁控溅射技术沉积速率低,靶功率密度受靶热负荷的限制,当溅射电流较大时,过多的阳离子对靶进行轰击使溅射靶过热而烧损。为提高磁控溅射的溅射速率,人们发展了高功率脉冲磁控溅射技术,但是高功率脉冲磁控溅射瞬时功率虽然很高,其平均功率并不高,并且存在起辉延迟和打弧的现象。所以,采用高功率复合脉冲磁控溅射技术,进一步提高高功率脉冲磁控溅射的溅射速率和改善其工艺性能显得尤为重要。本文自行研制了一台高功率复合脉冲磁控溅射电源,用此电源研究了高功率复合脉冲磁控溅射的等离子体离子密度分布。在奥氏体不锈钢表面采用高功率复合脉冲磁控溅射技术沉积TiN薄膜,通过扫描电子显微镜(SEM)、球盘式摩擦试验机,电化学腐蚀平台研究了不同脉冲电流对薄膜的表面形貌、截面形貌、摩擦学性能、耐腐蚀性能的影响。电源性能测试结果表明,自行研制的高功率复合脉冲磁控溅射电源性能稳定,可用于磁控溅射过程。电源的过压和过流保护电路能够在5μs内使高功率可控晶体管器件关断,实现电源的可靠保护;在脉冲电路中加入电感,可以有效地稳定输出电压和输出电流波形,避免频繁出现真空室打火现象。等离子体密度检测结果表明,高功率复合脉冲磁控溅射的等离子体密度一般在10~(11)/cm~3数量级,而传统直流磁控溅射的等离子体密度为10~(10)/cm~3数量级,高功率复合脉冲磁控溅射大大提高了等离子体的密度。高功率复合脉冲磁控溅射的等离子体密度随脉冲电流、工作气压、钛靶直流电流、基体偏压的增加均增加,随探针与磁控靶距离的增加而减小,随电源频率增加保持不变,随电源脉宽增加先减小后基本保持不变。薄膜性能分析结果表明,随脉冲电流的增加,沉积速率增加,膜层表面致密度增加,粗糙度减小,膜层耐磨性提高。TiN薄膜的耐腐蚀性能较基体均有所下降,基体不锈钢的腐蚀形貌为粗大稀疏的腐蚀坑,随着靶脉冲电流的增加,TiN薄膜的腐蚀形貌趋向于密集细小的腐蚀坑。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2008-07-01）
高功率复合脉冲磁控溅射论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
高功率复合脉冲磁控溅射(HHPPMS)技术,以其高的金属离化率,不含有大颗粒离子束,生成的薄膜结构致密,薄膜性能优异,成为国外研究的热点。本文对高功率复合脉冲磁控溅射(HHPPMS)的放电特性进行了深入的研究,分别探讨了在Ti和Zr靶下氩氮流量比、靶电压、复合直流、脉宽、脉冲频率和气压等工艺参数对靶电流和基体电流的影响。结果表明,氩氮流量比在小范围内对靶电流和基体电流的影响不明显;随着靶电压和复合直流的增加靶电流和基体电流均呈上升趋势,且复合直流数值增大可以明显改善脉冲的起辉效果;由于Ti靶和Zr靶溅射产额不同,因此脉宽和脉冲频率对Ti靶和Zr靶情况下靶电流和基体电流的影响也有些差异。电子流对Zr靶的基体电流影响显着,使其基体电流下降。通过HHPPMS在不锈钢基体上成功地沉积了ZrN和TiN薄膜。研究了氩氮流量比、工作气压和直流偏压、对TiN和ZrN薄膜的沉积速率、表面形貌、相结构、结合力、纳米硬度、摩擦磨损以及腐蚀特性的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)对膜层的表面形貌和结构进行检测。用划痕测试仪、纳米压痕仪、摩擦磨损试验仪和电化学腐蚀试验装置对涂层的结合力、纳米硬度及其在试验环境下摩擦磨损性能和抗腐蚀性能进行了测试。研究结果表明,与直流磁控溅射(DCMS)相比,HHPPMS制备的ZrN和TiN薄膜表面更加致密光滑,且孔隙等缺陷也更少,薄膜表面平均粗糙度更小。偏压对薄膜的表面粗糙度影响显着,在-100V时表面粗糙度最低,为1.174nm。与DCMS相比,采用HHPPMS镀膜时,薄膜的晶体结构发生改变,ZrN薄膜(111)择优取向更加明显。DCMS和HHPPMS制备薄膜的膜基结合没有明显的差别,均在50N左右;ZrN的硬度在直流磁控溅射和预离化高功率磁控溅射下均为30Gpa左右。而在HHPPMS中,气压对硬度的影响显着,在气压为0.7Pa时,硬度在20Gpa左右。氩氮流量比、气压和基体偏压对ZrN薄膜的摩擦磨损性能影响显着,HHPPMS制备的ZrN薄膜分别在氩氮流量比10/1.5、气压0.5Pa和偏压-100V时的,耐磨性能最好。DCMS和HHPPMS制备ZrN薄膜的耐腐蚀性能较基体均有所提高
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
高功率复合脉冲磁控溅射论文参考文献
[1].王雪松.复合脉冲高功率磁控溅射数值仿真及Ti靶放电实验研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[2].段伟赞.高功率复合脉冲磁控溅射放电特性及氮化物薄膜制备[D].哈尔滨工业大学.2010
[3].李希平.高功率复合脉冲磁控溅射等离子体特性及TiN薄膜制备[D].哈尔滨工业大学.2008