磁過濾電弧離子鍍制備Y-AI-O薄膜——等離子體刻蝕防護涂層.pdf

1、　　Y原子的引入能大大提高α-Al2O3多晶材料的抗蠕變性能，用電弧離子鍍工藝制備致密的Y-Al-O薄膜有望用作等離子刻蝕工藝中的防護涂層。電弧離子鍍工藝具有離化率高的優(yōu)點，磁過濾裝置的引入則能有效去除中性大顆粒污染，利于制備平整光滑的膜層。相對于傳統(tǒng)的氮化物硬質(zhì)涂層，制備金屬氧化物是該工藝一個較新的領(lǐng)域，如何使膜層得到充分的氧化又是該領(lǐng)域的一個主要問題。我們采用一種自行設(shè)計的Y-Al靶材，用磁過濾電弧離子鍍工藝成功在尺寸為10cm×5

2、cm大小基片上鍍上表面平整光滑，可見光透過性好的Y-Al-O薄膜。AFM結(jié)果表明各膜層表面粗糙度與膜厚的比值為0.0036～0.0098，隨膜層氧含量增大而增大。膜層對可見光透過率可達70％～90％，依賴于膜層的氧化程度。我們探討了基片偏壓大小對所得膜層相結(jié)構(gòu)的影響。當(dāng)占空比為50％，偏壓大小為200V時，紅外光透射譜(FTIR)表明膜層以[AlO4]結(jié)構(gòu)和γ-Al2O3相為主。偏壓上升到400V時，膜層以[AlO6]結(jié)構(gòu)為主，出現(xiàn)α-

3、Al2O3相。X射線衍射(XRD)結(jié)果表明實驗D40O126所得氧化鋁基片膜層生成了YAG(Y3Al5O12)和Y2O3相。我們探討了通氧量，通氧方式和基片脈沖負(fù)偏壓占空比對膜層氧含量的影響。從金屬元素內(nèi)層電子結(jié)合能與O1s電子結(jié)合能的差距來判斷，該類膜層氧化是較充分的。紫外-可見光(UV)透射譜以及XPS窄譜定量計算的結(jié)果均表明：相對于提高氧流量或改變通氧方式，基片脈沖負(fù)偏壓占空比的降低更有利于提高膜層的氧含量。膜層Y含量強烈依賴于通