Испарение макрочастиц в плазме сильноточного импульсного дугового разряда низкого давления

Abstract

Исследуются сильноточные импульсные режимы работы планарной магнетронной распылительной системы (МРС) с образованием на поверхности распыляемой мишени катодных пятен. Технологические испытания показали, что скорость осаждения покрытий зависит от типа разряда в МРС, и эта зависимость в импульсных режимах более сильная, чем в постоянных. В осажденном покрытии не обнаружено наличие капель материала катода. Это обусловлено тем, что они испаряются под действием потоков заряженных частиц плотной плазмы. Предложена теоретическая модель, показывающая возможность испарения или уменьшения размеров определенной части капель в плазменном потоке вакуумной дуги. Показано, что эффективность испарения капельной фазы растет с увеличением плотности плазмы.

Досліджуються потужнострумові імпульсні режими роботи планарної магнетронної розпилювальної системи (МРС) з утворенням на поверхні розпалюваної мішені катодних плям. Технологічні випробування показали, що швидкість осадження покриттів залежить від типу розряду в МРС, і ця залежність в імпульсних режимах більш сильна ніж у постійному. В осадженому покритті не виявлена наявність крапель матеріалу катода. Відсутність в осадженому покритті крапель матеріалу катода, обумовлена тим, що вони випаровуються під дією потоків заряджених частинок плазми з високою густиною. Запропоновано теоретичну модель, яка показує можливість випаровування або зменшення розмірів певної частини крапель в плазмовому потоці вакуумної дуги. Показано, що ефективність випаровування краплинної фази росте зі збільшенням густини плазми.

In the article, we investigate high-current regimes with initiation of cathode spots on the sputtered surface in planar magnetron sputtering system. The trials show that deposition rate depends on the discharge type in the system and this dependence in pulsed regimes is stronger than in stationary ones. The deposited coating does not contain drops of cathode material. The absence of drops is conditioned by the fact that they are evaporated under the effect of charged particle fluxes of dense plasma. The theoretical model describing possibility of evaporation or size decreasing of several sorts of particles in the plasma flux of vacuum arc is proposed. It was shown that efficiency of drop evaporation increases with increasing plasma density.