空心阴极离子镀膜的工艺过程
文章作者:广东尊龙凯时
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发布时间:2023-07-07
空心阴极离子镀膜的工艺过程如下:
1)在塌内放入钦锭。
2)安装工件。
3)抽真空到 5x10-3Pa后,由银管向镀膜室通人氩气,真空度在 100Pa 左右。
4)开启偏压电源。
5)开启弧电源以后引燃空心阴极放电。钮管内产生辉光放电,放电电压为 800~1000V,引弧电流为30~50A。由于辉光放电的空心阴极效应,辉光放电电流密度很大,银管内高密度的鼠离子轰击钜管壁,使管壁迅速升温到发射电子流,放电方式由辉光放电突变为弧光放电,电压为40~70V,电流为 80~300A。银管温度达到2300K 以上,呈白炽状态,从管发射出高密度弧光电子流,并射向阳极。
6) 调整真空度。空心阴极枪产生辉光放电的真空度为 100Pa 左右,而镀膜真空度为8x10-1~2Pa。因此,引燃弧光放电后,尽快减少通入的氩气,将真空度调到适合镀膜的范围。
7)镀钛底层。电子流射到阳极塌的钦金属锭上,动能转换为热能,将钦金属加热蒸发出来,蒸气原子到达工件形成钛薄膜。
8)沉积 TiN。向镀膜室通人氮气,氮气和蒸发出的原子被电离为氮离子和钛离子。在坩埚上方,钛蒸气原子与高密度的低能电子流发生非弹性碰撞的概率较大,使得金属离化率高达 20%~40%,钛离子比较容易与反应气体氮气进行化合反应,沉积获得氮化钵膜层。空心阴极枪既是蒸发源,又是离化源。镀膜时,还应调整坩埚周围电磁线圈的电流,使电子束聚焦到堆塌中心,从而增大电子流的功率密度。
9)关机。膜层厚度达到预定膜层厚度以后,关闭弧电源、偏压电源和气源。