波形可控新型高功率脉冲磁控(MPP)电源研制
及AlCrN薄膜制备
孙伟龙,魏松,巩春志,田修波*
先进焊接与连接国家重点实验室,哈尔滨工业大学,哈尔滨,150001
摘要: 我们研制了一种新型的波形可控新型高功率脉冲磁控(MPP)电源,该电源可以实现阶梯波形高功率脉冲输出,有效控制了放电过程,减少了打火;与传统高功率脉冲磁控(HPPMS)相比,沉积速率更高。电源平均输出功率10kW,脉冲宽度可达1ms-3ms,阶梯形状任意可变。利用CrAl靶对其放电进行了研究,结果表明,MPP电源的功率密度一般不高于HPPMS,放电控制更加灵活。气压和频率的提高,大大降低了都脉冲起辉的难度,起辉后脉冲电流变化不大,说明高功率等离子体放电时自溅射过程占的比例较大。研究还发现,偏压可以提高到达基体的离子量,氮气比例的增加可以提高脉冲电流。与对常规磁控溅射相比,利用MPP模式沉积的CrAlN薄膜的晶粒更加细小,表面粗糙度下降,塑韧性提高。MPP还可以提高膜层的结合力和耐摩擦性能。从整体来看,MPP可以改善薄膜结构和性能。