离子源辅助HiPIMS反应溅射快速沉积Al2O3薄膜

作     者：杨东杰 安小凯 刘瑶瑶 吕伟 罗万里 于钦芳 吴敏 崔岁寒 刘亮亮 吴忠振 

作者机构：北京大学深圳研究生院新材料学院 洛阳船舶材料研究所海洋腐蚀与防护国家重点实验室 深圳劲嘉集团股份有限公司 武汉理工大学汽车工程学院 

出 版 物：《中国表面工程》 (China Surface Engineering)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：深圳市科技计划深港联合资助项目(SGDX20201103095406024) 2022年深圳市高等院校稳定支持计划(20220810143642004) 国家重点研发计划(2023YFA1608802) 国家自然科学基金青年科学基金项目(52305174) 深圳市博士后出站科研资助经费(6700200201) 

主　　题：离子源 HiPIMS 靶中毒 氧化铝薄膜 

摘      要：氧化铝薄膜在电子器件和显示面板领域具有广泛的应用。高功率脉冲磁控溅射技术(High-power impulse magnetron sputtering， HiPIMS)具有高的离化率，可明显提高制备氧化铝薄膜的性能。但其对反应气体敏感，反应溅射时易中毒和打火，限制了沉积效率。本文通过阳极层离子源远距离提供电离态的氧，并直接输送到样品表面进行反应沉积，从而使溅射区氧含量大幅度降低。试验结果表明，由于HiPIMS在远离靶中毒状态下工作，即使靶基距40 cm时，氧化铝的沉积速率仍能高达3 μm/h。离子源保障了沉积区活性氧离子的浓度，故制备得到的氧化铝薄膜O含量较高，透过率高达95.2%。同时，较低的靶面化合物覆盖率有效避免了打火，制备薄膜致密高，硬度高达945 HV，并具有优异的绝缘性能和耐腐蚀性能。