Arraga avota strāvas ietekme uz skārda plēvju nogulsnēšanās ātrumu

Uzklāšanas ātrums lieliski ietekmē TiN plēves darbību. Plēve, kas sagatavota ar augstu nogulsnēšanas pakāpi, ir blīvāka ar labu cietību un stiprības stiprību, bet plānā plēve, kas sagatavota ar zemāku nogulsnēšanas pakāpi, ir brīvāka. Uzklāšanas ātrums un loka avota strāva ir lieliski saistītas. Pētījumi parādīja, ka TiN plēves uzkrāšanās ātrums ir proporcionāls katoda strāvas blīvumam, un tā aprēķina formula ir:

R = Jm / eρ

Formulā, plāna plēves R-uzklāšanas ātrums; J katoda strāvas blīvums; m-molekulmasa TiN; e-elektronu maksa; ρ-teorētiskais TiN blīvums

Šajā attēlā ir attēlots plākšņu biezuma variācijas diagramma ar loka avota strāvas maiņu, ko mēra ar skenēšanas elektronu mikroskopiju. Var redzēt, ka, palielinoties loka avota strāvai, paaugstinās TiN plēves slāņa uzkrāšanās ātrums un biezums, kas ir pilnībā saskaņots ar formulu. Ja loka avota strāva ir 40 A, nogulsnēšanas ātrums ir ļoti zems un TiN plēves noslodzes ātrums ir 625 nm / h. Kad loka avota strāva tiek palielināta līdz 100 A, TiN plēves uzkrāšanās ātrums pie tādiem pašiem nosacījumiem sasniedz 1857 nm / h.

4. attēls TiN plēves biezums mainās ar loka avota strāvu

5. attēls Vakuuma kameras temperatūras izmaiņas ar loka avota strāvu

Turklāt, ja loka avota strāva palielinās, gan mērķa virsmas temperatūra, gan vakuuma kameras temperatūra palielināsies (5. attēls). No vienas puses, no mērķa iztvaikojas vairāk Ti, tāpēc vairāk Ti daļiņas jonizē un mijiedarbojas ar jonizēto N, veidojot TiN plēvi. No otras puses, substrāta (parauga) virsmā temperatūras paaugstināšanās dēļ daļiņu difūzijas process ir vieglāks, tādēļ tiek strauji novērota plēves pārklājuma pakāpe. Tajā pašā laikā, pateicoties vakuuma kameras temperatūras paaugstināšanās, no ķīmiskās reakcijas viedokļa Ti un N, visticamāk, apvienosies ar TiN, un tādējādi tiek reaģēts liels daudzums N jonu, kā rezultātā palielinās vakuuma kameras vakuuma pakāpē retā plazmā, daļiņu šķēršļi substrāta virsmai ir novājināti, un vairāk daļiņu sasniedz substrāta (parauga) virsmu un nogulsnē filmu, tādējādi nosēduma ātrums ir palielināts.