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磁过滤真空弧沉积中过滤管道的第二阳极作用研究
作者:管理员    发布于:2015-06-10 14:06:18    文字:【】【】【

  阴极真空弧沉积由于具有放电稳定阴极材料蒸发速度快等离子体离化率高和沉积离子能量高。可通过在衬收上加1偏压使沉枳能请在大范围可调节等优点。成为种重要的薄脱制备技术。

  但在产下高密度高电离度的阴极村料等离子体的同时。阴极真宁弧放电也会产生人量尺寸为0.01的大颗粒。这些大颗粒会镶嵌在薄膜中或散布于薄膜面,从而大大降低了薄膜的物理化学性能,因此限制了阴极真空弧沉积技术的应用和发展。

  为消除阴极真空弧等离子体沉积中的大颗粒污染,人们采用了多种方法。其中,90度磁过滤方法为成功,这种方法采叫个具有轴向磁场管壁加有20正偏压偏转90度的弧形管来消除大颗粒污染。带有大颗粒的等离子体通过这种磁过滤管道时,磁化的电子沿磁力线运动。而离子在等离子体内部屯场作下也将1屯子同沿磁力线运动,从而使等离子体通过过滤管道而+带电的大颗粒在管道中+受磁场作用而沉积到管道内壁。

  对等离子体在磁过滤管道的传输过程进行了实验和计算机模拟研宄。但对于磁过滤管道对磁过滤阴极真空弧沉积系统的弧放电的影响却少见报道。本文介绍了台磁过滤真空弧沉积装置,并对磁过滤管道对系统弧放电的影响进行了初步的实验研究。实验发现磁过滤管道在消除大颗粒污染的同时,也对阴极真空弧放电产生影响,其作用相当于河人等离子体源的第阳极。

  在测量电路下,对聚焦磁场对弧源阴极和阳极电流的影响进行了测量,显然,在阽人源弧压电源为70时,阳极电流随聚焦磁场的升高降低很快,并在焦磁场电流为0.6入时几乎降到了零。而弧源阴极电流明显高于阳极电流,并且在阳极电流降到零后,仍能保持较大数值。这说明阳极和阴极间的弧放电规模随聚焦磁场增大而减小,并终灭弧。阳极和阴极间的弧放电灭弧后,阴极弧放电仍能保持,说明另有其他弧放电回路。而这只能是同过滤管道相对肘人源阴极加正偏压时在磁过滤管道和阴极间产生了弧放电。也就是说磁过滤管道在磁过滤阴极真空弧沉积系统中不仅起到消除大颗粒的作用,而且作为阴极真空弧放电的第阳极也对阴极真空弧放电产生影响。

  磁过滤管道和阴极之间产生阴极弧放电主要是因为,当正偏压加在过滤管道和阳极之间时,过滤管道通过正偏压电源接在了阳极上,打在管道上的电子可以通过偏压电源到达阳极,然后通过弧压电源返回贼人源阴极。从而沟通弧放电回路。

  一般认为,磁过滤管道正偏压的作用主要是在管道内壁产生等离子鞘层,从而对电子和离子弧放电的影响却没有被人们重视。而由于上面证实的磁过滤管道的第阳极作用,管道正偏压对阴极真空弧放电的影响是不容忽视的。

  很显然,磁过滤管道正偏压不仅影响等离子体在管道内的传输,而且对系统弧放电也有较大的影响。随磁过滤管道正偏压的增大,肘源阴极电流增大,也就是系统弧放电总电流代弧放电规模增大。而阳极电流也就是厘源阳极和阴极之间的弧放电电流却随磁过滤管道正偏压对弧源阳极电流和阴极电流的影响码费,两糊心毙厉到邓酬髓哮愚厉龄升腾怼管道和阴极之间的弧放电来说。相当于增大弧,而对于弧源1极和阴极间的弧放屯来说,山于管道正偏压增大,流经弧压电源的弧流增大,弧压电源内阻的压降增大。因此阳极和阴极间弧压降低,造成阳极阴极间弧放电规模变小,阳极电流降低。

  磁过滤阴极真空弧的放电过程不同于普通弧源沉积装置的弧放电过程。因为此时相当于存在两个阳极,并且第阳极磁过滤管道和阴极之间的弧放电回路是由第阳极,入源阳极的弧压电源和管道正偏压电源串联起来进行供电的。为了对磁过滤阴极真空弧放电过程及其两个弧放电回路之间的相互影响有个较清楚的认识,我们用4的电路来等效磁过滤阴极真空弧沉积系统的弧放电过程。

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