多波形脈沖偏壓電源控制系統(tǒng)研制與CrN薄膜制備.pdf

1、磁控濺射技術(shù)是目前薄膜制備領(lǐng)域中最常用的技術(shù)之一，具有低溫、高效兩大優(yōu)勢。在膜層制備過程中，通常在基體上施加一定的負偏壓配合磁控濺射鍍膜，且大量研究表明，基體加負偏壓可以顯著提高薄膜性能。但目前關(guān)于偏壓的研究只限于偏壓幅值、頻率、脈沖寬度等因素，對偏壓波形形式對薄膜性能的影響卻極少涉及。
　　本文依據(jù)固態(tài)開關(guān)Marx高壓脈沖電路的結(jié)構(gòu)特點，采用C805IF020配合定時/計數(shù)芯片8254研制了固態(tài)開關(guān)的單片機智能控制驅(qū)動電路方案，

2、實現(xiàn)了高壓脈沖電源的多種波形輸出，并以此作為偏壓源，復合直流磁控濺射技術(shù)制備了CrN薄膜，對比分析了四種不同偏壓波形形式對CrN薄膜性能的影響，同時還研究了每種偏壓波形形式下所制備的CrN薄膜性能隨偏壓參數(shù)變化的演變規(guī)律。應(yīng)用掃描電鏡（SEM）,原子力顯微鏡（AFM），X射線衍射（XRD），納米硬度等分析手段來分析膜層的微觀結(jié)構(gòu)，表面形貌，相結(jié)構(gòu)和力學性能。
　　不同偏壓形狀下制備的CrN薄膜性能研究表明，相比于普通方波偏壓，控制

3、脈沖波形的上升沿或下降沿產(chǎn)生的階梯型偏壓所制備的CrN薄膜具有更優(yōu)良的力學、電化學、摩擦性能，更好的膜基結(jié)合力。AFM表面形貌分析得出，各偏壓制備的CrN薄膜表面主要為島狀顆粒，階梯偏壓下晶粒更為細小均勻。AFM表面粗糙度分析顯示，階梯偏壓下薄膜表面粗糙度大大降低。這表明，相對于傳統(tǒng)的方波偏壓，優(yōu)化的多樣化偏壓波形可以顯著提高膜層性能。
　　不同偏壓參數(shù)下所制備的薄膜性能研究表明，隨偏壓幅值增加，薄膜硬度與彈性模量增加；脈沖頻率低