Učinak tekuće struje luka na stupanj taloženja tin filmova

Stopa taloženja ima veliki utjecaj na performanse TiN filma. Film pri visokoj stopi taloženja je gušći s dobrom tvrdoćom i čvrstoćom vezanja, dok je tanki film pripremljen pri nižoj stopi taloženja labaviji. Stopa depozicije i struja izvora lukaju imaju veliku vezu, Istraživanja su pokazala da je stopa taloženja TiN filma proporcionalna gustoći katodne struje, a njegova formula izračuna je:

R = Jm / eρ

U formuli, omjer R-taloženja tankog filma; Gustoća struje J-katode; m-molekularna težina TiN; e-elektron naboj; ρ-teoretska gustoća TiN

Slika 4 je dijagram varijacije debljine s promjenom struje izvora luka izmjerene skeniranjem elektronske mikroskopije u ovoj studiji. Može se vidjeti da se, kako se struja strujnog izvora povećava, povećava brzina taloženja i debljina sloja TiN filma, što je u potpunom suglasju s formulom. Kada je struja strujnog luka 40 A, brzina taloženja je vrlo niska, a stopa taloženja TiN film je 625nm / h. Kada se struja izvora lukova poveća na 100 A, stupanj taloženja TiN filmova doseže 1857nm / h pod istim uvjetima.

Slika 4 Debljina TiN folija mijenja se s strujom izvora lukova

Slika 5 Promjena temperature vakuumske komore sa strujom strujnog izvora

Osim toga, ako se struja strujnog izvora povećava, povećat će se i ciljna temperatura površine i temperatura vakuumske komore (slika 5). S jedne strane, više Ti dolazi isparavanjem iz meta, tako da će više Ti čestica ionizirati i djelovati u interakciji s ioniziranim N kako bi se formirao TiN film. S druge strane, u površini podloge (uzorka), zbog povećanja temperature, proces difuzije čestica je lakši, pa se brzina taloženja filma ubrzava. Istodobno, zbog porasta temperature vakuumske komore, iz perspektive kemijske reakcije, Ti i N imaju veću vjerojatnost da se kombiniraju u TiN, a time i velika količina N iona reagira, što rezultira povećanjem u vakuumu vakuumske komore, u rijetkoj plazmi, ometanje čestica na površinu supstrata je oslabljeno, a više čestica dolazi na površinu supstrata (uzorak) i nanosi se u film, a time i stopu taloženja povećava se.