錫フィルム構造上のアーク源電流の影響に関する実験材料および方法

- Jun 22, 2018-


本論文では、マルチアークイオンコーティング装置を用いてステンレス基板とSiウェハ上にTiN薄膜を堆積させた。 マルチアークイオンプレーティングの原理から、アークソース電流がTiN薄膜の構造とトライボロジー特性に及ぼす影響を調べた。

 

実験材料および方法

 

基板材料は、Siウェハを有する20mm×20mm×2mmのステンレス鋼(1Cr18Ni9Ti)である。 フィルムの調製は、マルチアークイオンコーティング機で行った。 サンプルを機械的に研磨し、アルカリ洗浄し、アルコール中で超音波洗浄し、最後に完全に乾燥して清浄なコーティングチャンバーに入れた。 コーティングプロセスの前に、基板をAr +エッチングによって5分間洗浄した。 コーティング中のアルゴンガスの流量はゼロであり、N2の固定流量は0.22SLM / sであった。 具体的なプロセスパラメータを表1に示す。

 

表1 TiN膜堆積プロセスパラメータ

 

アークソース電流(A) 圧力(×10 -1 Pa) 寒冷地の気温(℃)
40 4.8
290
50 4.5 306
60
4.3 326
70 3.3 345
80 2.4 30
90 1.3 398
100 1.0 402


膜の表面形態および破壊表面形態は、電界放出走査型電子顕微鏡(FE-SEM)によって観察された。 微小硬度計を用いてTiN膜の硬度を測定した。荷重は25g、荷重時間は10sであった。 フィルムの摩擦係数は、自己改変ラボラトリ装置によって測定した。 TiNフィルム試料をA3鋼と組み合わせて、一対の摩擦対を形成する。 試験の間、上部試料は固定され、A3鋼ディスクは乾いた摩擦で回転し、回転速度は0.87rev / minであり、実験荷重は1Nである。