脉冲磁过滤阴极弧等离子体沉积设备的研制及基片台悬浮电位的研究

摘要

脉冲磁过滤阴极弧等离子体沉积由于能很好地过滤液滴,沉积几乎所有金属及其合金薄膜材料,尤其能沉积极有应用前景的类金刚石膜及用于微电子工业的铜内连材料,日益受到重视.该文首先阐述了真空镀膜的种类及方法,介绍了阴极弧沉积的原理及优缺点,总结了克服缺点的方法,从而引出过滤式阴极弧的种类及基本原理.在此基础上确定该课题的研究内容.介绍了脉冲磁过滤阴极弧的系统组成、设计和调试,并详细介绍了调试中碰到的各种具体问题及其分析解决过程及方法.在研究过程中发现引弧电流脉冲宽度受放电状态的影响很大,在不引燃主弧时脉宽只有75μs,而在引燃主弧并在加磁场的情况下会增大到300μs.在实验过程中还发现弧源不同的接地方式对基片台悬浮电位有很大的影响.在典型的放电条件下,当阳极接地时,基片台悬浮电位最高达-60V,而当阴极接地或弧源悬浮时,该电位通常只有-10V左右.分析了这种现象产生的原因以及不同接地方式对沉积薄膜的影响,即当弧源接地状态不同时,要获得相似的沉积条件,给基片台施加的负偏压应有所不同.最后介绍了用该实验装置制备碳膜,并对其进行了分析测试.碳膜表面非常平整,基本没有大颗粒.结果表明该实验装置设计成功,基本达到应用要求.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1引言

§1.2脉冲磁过滤阴极弧沉积简述

§1.3 FCAPD的应用

§1.4本论文选题依据及研究内容

参考文献

第二章PFCAPD系统的设计

§2.1阴极弧源系统的设计

§2.2磁过滤系统的设计

§2.3沉积室的设计

§2.4真空系统的设计

§2.5电源系统的设计

§2.6冷却系统的设计

参考文献

第三章PFCAPD系统的调试

§3.1弧源系统的的调试

§3.2磁过滤系统的调试

§3.3电源系统的调试

§3.4系统的统调

参考文献

第四章基片台悬浮电位的研究

§4.1实验现象的发现

§4.2对实验现象的分析

§4.3对实验现象的解析

§4.4该研究的物理意义

参考文献

第五章薄膜的初步制备与测试

§5.1引言

§5.2碳膜的制备与测试

§5.3实验结果分析

参考文献

第六章结论及展望

硕士期间发表的论文

致谢