不同靶基距下凹槽表面HIPIMS法制备钒膜的微观结构及膜厚均匀性

发布时间：2018-11-01 10:31

【摘要】：目的研究不同靶基距对高功率脉冲磁控溅射(HIPIMS)在凹槽表面制备钒膜微观结构和膜厚均匀性的影响,实现凹槽表面高膜层致密性和均匀性的钒膜制备。方法采用HIPIMS方法制备钒膜,在其他工艺参数不变的前提下,探讨不同靶基距对凹槽表面钒膜相结构、表面形貌及表面粗糙度、膜层厚度均匀性的影响。采用XRD、AFM及SEM等观测钒膜的表面形貌及生长特征。结果随着靶基距的增加,V(111)晶面衍射峰强度逐渐降低。当靶基距为12 cm时,钒膜膜层表面粗糙度最小,为0.434nm。相比直流磁控溅射(DCMS),采用HIPIMS制备的钒膜呈现出致密的膜层结构且柱状晶晶界不清晰。采用HIPIMS和DCMS方法制备钒膜时的沉积速率均随靶基距的增加而减少。当靶基距为8 cm时,采用HIPIMS方法在凹槽表面制备的钒膜均匀性最佳。结论采用HIPIMS方法凹槽表面钒膜生长的择优取向、表面形貌、沉积速率及膜厚均匀性均有影响。在相同的靶基距下,采用HIPIMS获得的钒膜膜厚均匀性优于DCMS方法。
[Abstract]:Aim to investigate the effect of different substrate distances on the microstructure and thickness uniformity of vanadium films prepared by high power pulsed magnetron sputtering (HIPIMS) on grooves, and to achieve the preparation of vanadium films with high density and uniformity on the grooves. Methods Vanadium films were prepared by HIPIMS method. The effects of different substrate distances on the phase structure, surface morphology, surface roughness and thickness uniformity of vanadium films were investigated. The surface morphology and growth characteristics of vanadium film were observed by XRD,AFM and SEM. Results with the increase of the target distance, the diffraction peak intensity of, V (111) crystal plane decreased gradually. When the substrate distance is 12 cm, the surface roughness of vanadium film is the smallest, 0.434 nm. Compared with DC magnetron sputtering (DCMS), vanadium films prepared by HIPIMS show dense film structure and the columnar grain boundaries are not clear. The deposition rates of vanadium films prepared by HIPIMS and DCMS decreased with the increase of target distance. When the substrate distance is 8 cm, the vanadium film prepared on the grooves by HIPIMS method has the best uniformity. Conclusion the preferred orientation, surface morphology, deposition rate and thickness uniformity of vanadium film on grooved surface are affected by HIPIMS method. At the same substrate distance, the thickness uniformity of vanadium film obtained by HIPIMS is better than that by DCMS method.
【作者单位】： 东北林业大学工程技术学院;哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室;东北林业大学林业工程博士后流动站;黑龙江工程学院材料与化学工程系;
【基金】：中央高校基本科研业务费专项资金项目资助(2572015CB07) 黑龙江省科学基金项目资助(QC2016053) 中国博士后科学基金项目资助(2016M590273) 国家自然科学基金项目资助(U1330110,51175118) 黑龙江省教育厅科学技术研究项目资助(12523008)~~
【分类号】：TG174.444

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本文编号：2303639