The resonant type power supplies of medium frequency designed for magnetron sputtering processes often use pulse density modulation to regulate the average discharge power level. While the output power level changes then number of pulses in a group changes, but the discharge current pulses are the same from pulse to pulse: their parameters (duration time, amplitude) do not change with the discharge power. The goal of this paper is to present the influence of medium frequency discharge power level on the direct current I-V characteristics of a single Langmuir probe and resulting plasma parameters caused by the pulse density modulation. The sputtering processes of titanium and copper were diagnosed at two spatial positions. The measured Langmuir probe I-V characteristics showed strong dependence on the discharge power. As the discharge powering pulses stay the same with the discharge power level change, such influence was unlikely to occur. Using time-resolved analysis of probe current waveforms the origin of this influence was indicated. The influence of discharge power level on the single probe Langmuir I-V characteristics and resulting plasma parameters was eliminated using a simple method of scaling the results. Finally, the reliable plasma parameters were calculated.
Warstwy aluminium domieszkowane gazem reaktywnym (azot, tlen) otrzymywano w procesie reaktywnego impulsowego rozpylania magnetronowego. Mod pracy magnetronu (stan powierzchni targetu) określano na podstawie zależności szybkości nanoszenia i mocy zasilania w funkcji ciśnienia parcjalnego gazu reaktywnego. Maksymalna szybkość nanoszenia przeźroczystych i twardych warstw (AlNx, AlxOy) wynosiła odpowiednio ~60 i ~ 100 nm/ min, przy mocy wydzielanej w katodzie magnetronu 75 W/cm² (odległość target-podłoże dS-T = 100 mm).
EN
Aluminium films doped with reactive gas (nitrogen, oxygen) were obtained during pulsed magnetron sputtering. Magnetron mode (surface condition of the target) was estimated from the parameters of the power supply unit and from the thin film deposition rates versus reactive gas partial pressure. The maximum deposition rate of transparent and hard films (AlNx, AlxOy) was ~ 60 and ~ 100 nm/ min respectively, at the target power density 75 W/cm² (target-substrate distance dS-T = 100 mm). The thin films were sputtered in metallic sputtering mode.
Artykuł podejmuje tematykę budowy systemu pomiarowego do dynamicznej spektroskopii optycznego widma emisyjnego plazmy (ang. Time-Resolved Optical Emission Spectroscopy - TR-OES). Przedstawione rozwiązanie projektowano pod kątem zastosowania tego układu do diagnostyki plazmy wyładowania jarzeniowego wytwarzanego przez magnetronowy układ rozpylający zasilany impulsowo. W artykule omówiono zasadę działania, nakreślono podstawy konstrukcji oraz przedstawiono przykładowe wyniki zarejestrowane przy użyciu zaproponowanego rozwiązania.
EN
The article discusses the construction of measurement system for Time Resolved Optical Emission Spectroscopy (TR-OES). The described solution was designed in terms of its application for diagnostics of glow discharge plasma in a pulsed magnetron sputtering deposition system. This article discusses the principle of operation, outlines the basis of the electronic circuitry design, shows sample results obtained using the proposed solution.
Badano proces osadzania cienkich warstw tlenku indowo-cynowego (ITO) na podłoża szklane metodą reaktywnego, impulsowego rozpylania magnetronowego targetu ITO (90% In₂O₃, 10% SnO₂) w temperaturze pokojowej. W celu poprawienia elektrycznych i optycznych właściwości napylonych warstw po procesie rozpylania wygrzewano je w próżni. Wygrzane warstwy charakteryzowały się niską rezystywnością około 10⁻⁴ Ω oraz wysoką transmisją światła w zakresie widzialnym, sięgającą 85%.
EN
Results of the room temperature deposition of indium-tin (ITO) layers from In₂O₃ : SnO₂ target (10% SnO₂) by pulsed magnetron sputtering are presented. ITO thin layers were deposited on the glass substrates. Sputtering process was performed in pure Ar and Ar + O₂ mixture. Post deposition vacuum annealing of ITO thin films caused meaningful decrease of their resistivity. The transparency of obtained layers was greater than 85% in visible spectrum.
W pracy przedstawiono wyniki badań technologii otrzymywania warstw ZnOx metodą impulsowego reaktywnego rozpylania magnetronowego. Badano charakterystyki elektryczne procesów reaktywnych podczas rozpylania targetu Zn w obecności mieszaniny argon + tlen, identyfikując mod rozpylania magnetronowego. Określono warunki technologiczne, przy których osadzone warstwy miały właściwości zbliżone do właściwości stechiometrycznego tlenku cynku. Morfologia przekroju powierzchni wytworzonych warstw wskazała na budowę matrycy/osnowy dielektrycznej z wtrąceniami metalicznymi przy małym poziomie mocy krążącej, gdy strukturę włóknistą/kolumnową miały warstwy otrzymane przy dużych wartościach mocy krążącej. Współczynnik załamania światła wytworzonych warstw był w zakresie 1,97 ÷ 1,98. Badania przedstawione w pracy pokazały, że parametry procesu osadzania miału duży wpływ na wartość współczynnika ekstynkcji światła.
EN
This paper provides the results of research investigation of pulsed reactive magnetron sputtering method for preparation of ZnOx thin films. For identification the magnetron sputtering mode, the electrical characteristics of the reactive processes during sputtering of Zn target in the mixed argon + oxygen atmosphere were investigated. Technological conditions at which deposited films had properties similar to stoichiometric zinc oxide were determined. The morphology of films crosssection indicate that the structure of dielectric matrix/wrap with metallic inclusions was obtained at a low level of circulating power, while coatings obtained at high circulating power values had fibrous/column structure. The refractive index of the prepared films was in the range of 1.97 to 1.98. Research presented in this work showed that the parameters of sputtering had an effect on the value of the extinction coefficient.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: Hard nanocomposite nc-TiN/a-SiN films exhibit very attractive mechanical, tribological, optical and electronic properties related to their microstructure and chemical bonding. Design/methodology/approach: In the present work, we investigate ternary thin film TiSiN systems deposited by plasma assisted reactive pulsed magnetron sputtering (PARPMS) from titanium and silicon targets. PARPMS allows one to effectively control ion bombardment by reactive species (e.g., N2 +, N+) on the surface of the growing film by varying the bias voltage (VB) induced by a radiofrequency (RF) power applied to the substrate. Findings: RF biasing without additional heating of the substrate promotes formation of crystals within the nc films. Specifically, (111) crystal orientation at low VB (- 50 V) changed into (200) when VB was increased above - 600 V. At the same time, hardness (H) and reduced Young’s modulus (Er) of the films changed from H ~ 10 GPa and Er ~ 135 GPa to their maximum values of H ~ 25 GPa and Er ~ 248 GPa at VB = - 600 V. For comparison, for films deposited at 300şC and VB = - 200 V, the maximum values of H and Er of ~ 35 GPa and ~ 350 GPa were observed. Practical implications: The use of the PARPMS to effectively control the mechanical properties and microstructure of transition metal nitride systems films. Originality/value: Discussion of evolution of the film microstructure (crystal size and orientation) at constant film composition and relate it with the energetic aspects of the film growth and film characteristics.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.