离子镀等。九十年代以来,离子镀技术在国内得到了不错的发展,有些离子镀设备已经用于工业生产,满足了不同的使用要求。Р多弧离子镀及磁控溅射沉积 CrN 及 CrWN2 薄膜的研究Р§1.2.1 多弧离子镀的基本原理Р多弧离子镀是由美国的 Vac-Tec 公司和 Multi-Acr 公司在 1981 年研发。由于阴极放电,阴极表面会出现很多极小的弧光辉点,由此得名多弧离子镀(Arc Ion Plating, API),又称之为电弧离子镀;又因为利用弧光溅射作为粒子源,在真空条件下实现镀膜,所以又称之为真空弧光蒸镀技术[5]。Р多弧离子镀技术是将预镀材料作为阴极,并在真空下产生弧光放电,阴极表面存在不停运动的点状放弧光斑,阴极电流会集中在靶材表面一个或着多个微型放弧光斑,这些光斑的电流密度会非常高,介于 105 ~ 107 A/cm 之间[6]。如图 1.1 所示:溅射出来的粒子在各自向两极定向运动时,会与真空室内的其他离子碰撞进而将气体电离,形成更多的带电粒子;在电场作用下新生成的粒子将与气体分子发生第二次碰撞, 又将电离出更多的电子或离子。因此多弧离子镀技术是当前离子密度最高的镀膜方法之一,弧光溅射很容易在真空室内形成高度离化的等离子体,离化率可达 60 ~ 80%[7]。Р图 1.1 阴极弧靶溅射产物РFig 1.1 Productions of the cathode are dotР在电离的过程中,阴极靶材将被大量蒸发,这些蒸发出来的电子和离子会在靶材表面产生非常强的电场,电子在如此强度的电场作用下,可以直接从金属的费米能级逃逸到真空环境,这就是所谓的“场电子发射”效应,按 Fowler-Nordeim 方程的简写:РJe = BE2 exp (-C/E)?(1-1)Р式中,Je 表示阴极电流密度(A/cm2);E 表示阴极电场强度;B、C 表示阴极材料相关的常数[8]。
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