專利名稱：一種多層薄膜的沉積方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料表面沉積超硬多層涂層技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種鈦/氮化鈦多 層薄膜的沉積方法。它是在同一個真空室中，通過交替通入不同氣體，開啟電弧蒸發(fā)源沉積 超硬多層薄膜，可以實現(xiàn)多層薄膜厚度的精確控制，以提高多層薄膜硬度和耐磨性。
背景技術(shù)：
目前，多層薄膜的沉積一般采用旋轉(zhuǎn)工件到相應(yīng)的靶(如純鈦或鉻靶)前，或是 交替通入不同氣體(如Αι^Π N2)等方法，可以實現(xiàn)多層薄膜(前者如TiN/CrN，后者如Ti/ TiN)的沉積。而對于Ti/TiN類金屬/氮化物(也可以是金屬與碳化物或硼化物等其它硬 質(zhì)材料構(gòu)成)類型的多層薄膜，則需要采用后者的方法進行。尤其是金屬/氮化物類型的 超硬多層薄膜，由于金屬的復合，使得薄膜的韌性及膜基結(jié)合強度大大改善。但是由于在薄 膜沉積過程中，需要交替通入Ar和N2等氣體，一般采用的氣體流量計只能對每路氣體進行 分別控制，這樣在氣體交替通入過程中使得真空室氣壓會有波動，氣體流量在一般情況下 會有波動，使得每層厚度會有一定波動，進而影響多層薄膜的調(diào)制周期值(每一對層的厚 度)，給多層薄膜硬度等機械性能造成一定影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種精確自動控制多路氣體流量來制備鈦/氮化鈦多層 薄膜的方法，解決了電弧離子鍍沉積多層薄膜時采用手動控制氣體流量而導致的多層中各 單元層厚度不均勻的問題，該種控制氣體流量的方法是采用氣體質(zhì)量流量控制器來實現(xiàn)氬 氣、氮氣等多路氣體的交替通入，從而保證單元層厚度的精確控制，以使沉積的超硬多層薄 膜達到提高硬度和耐磨性的要求。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種多層薄膜的沉積方法，包括如下步驟(1)通過交替通入氣體，精確控制氣體流量和氣體通入時間；(2)采用電弧離子鍍技術(shù)沉積鈦/氮化鈦(Ti/TiN)多層薄膜。所述的多層薄膜的沉積方法，采用氣體質(zhì)量流量控制器實現(xiàn)多路氣體氬氣(Ar) 和氮氣( )的交替通入，且實現(xiàn)氣體流量和氣體交替通入時間的精確控制。所述的多層薄膜的沉積方法，采用氣體質(zhì)量流量控制器實現(xiàn)Ar氣氣體流量10 200sccm和隊氣氣體流量10 200sccm的交替通入，且設(shè)定不同氣體均交替通入1 30 次。所述的多層薄膜的沉積方法，在高速鋼或硬質(zhì)合金工件表面沉積多層薄膜過程 中，對氣體流量進行精確控制，過程是(1)采用金屬純鈦靶，待真空室內(nèi)真空度達到5X 10’a IX 10’a時，打開氣體 開關(guān)，開啟氣體質(zhì)量流量控制器，設(shè)定所需的氣體流量，先通入氬氣，氣壓控制在0. 5 2 之間，開啟基體偏壓至-500V -1000V范圍，使氣體發(fā)生輝光放電，對樣品進行輝光清洗5 10分鐘；然后，調(diào)整Ar氣流量，使真空室氣壓調(diào)整為0. 2 0. 6Pa,同時開啟鈦弧，對樣 品繼續(xù)進行Ti+離子轟擊1 5分鐘；(2)進入多層薄膜沉積過程，首先調(diào)整基體偏壓為-100 -400V范圍，設(shè)定氣壓為 0. 1 1 范圍；啟動設(shè)定氣體質(zhì)量流量控制器中的多種氣體交替控制開關(guān)，設(shè)定隊和八！· 氣流量分別為所需流量10 200SCCm，設(shè)定不同層沉積時間為30s 5min ；(3)沉積結(jié)束后，氣體流量通入會自動關(guān)閉，迅速關(guān)閉基體偏壓，關(guān)閉鈦弧電源開 關(guān)，繼續(xù)抽真空，樣品隨爐冷卻至50°C以下，鍍膜過程結(jié)束。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明是在高速鋼或硬質(zhì)合金表面合成由15 55nm的鈦層與25 60nm的氮 化鈦層為基本單元的鈦/氮化鈦多層結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)薄膜，薄膜單元層厚度的控制精度與手動 方式相比有較大提高，精度達到士5nm，同時多層薄膜硬度達到40GPa，膜基結(jié)合力達到70N 以上。2、采用本發(fā)明可以實現(xiàn)氬氣和氮氣流量交替通入的精確控制，可自行設(shè)定氬氣、 氮氣的交替通入流量與交替通入時間，氬氣和氮氣可交替通入各30次，進而實現(xiàn)60層鈦/ 氮化鈦多層薄膜的沉積。3、本發(fā)明所涉及的不同氣體的氣體流量交替控制技術(shù)可以提高多層薄膜的單元 層厚度的控制精度，可以有效改善多層薄膜的制備質(zhì)量與硬度、耐磨性等性能。


圖1為氣體質(zhì)量流量控制的框圖。圖2為氣體質(zhì)量流量控制的電路圖。圖3為沉積的Ti/TiN多層薄膜的橫截面SEM圖。
具體實施例方式如圖1所示，在通入氬氣和氮氣的管路上接有氣體質(zhì)量流量控制器、時間繼電器 和氣體質(zhì)量流量顯示儀，氣體質(zhì)量流量控制器連接時間繼電器，通過時間繼電器設(shè)置氬氣 與氮氣的交替通入時間，時間繼電器連接氣體質(zhì)量流量顯示儀，氣體質(zhì)量流量顯示儀用于 顯示氣體流量。將高速鋼工件經(jīng)過研磨拋光、清洗干燥后放入電弧離子鍍的樣品臺上，待真空室 內(nèi)真空度達到1 X IO-2Pa 5 X IO-3Pa時，打開氣體質(zhì)量流量控制器，通氬氣到0. 5 2 之 間，基體加直流負偏壓至-500V -1000V范圍，對樣品進行輝光清洗5 10分鐘，然后，調(diào) 整Ar氣流量，使真空室氣壓調(diào)整為0. 2 0. 6Pa,同時開啟鈦弧，弧流穩(wěn)定在50 100A， 對樣品進行Ti+離子轟擊1 5分鐘；此后，進入多層薄膜沉積過程，首先調(diào)整基體偏壓 為-100 -400V范圍，設(shè)定氣壓為0. 1 1. OPa ；打開圖1所示的氣體質(zhì)量流量控制器，采用時間繼電器設(shè)定氬氣和氮氣的交替通 入時間和總沉積時間，設(shè)定氬氣和氮氣流量分別為所需流量(10 200SCCm)，設(shè)定不同層 交替沉積時間(根據(jù)沉積速率確定，如30s 5min不等，具體值根據(jù)單層厚度和沉積速率 確定)，總層數(shù)設(shè)定為10 60層，設(shè)定先通入氬氣，沉積Ti，Ti沉積后，氣體質(zhì)量流量控制 器會自動停氬氣，轉(zhuǎn)換為自動通入氮氣來沉積TiN層，TiN層沉積后會再自動停氮通氬氣，如此交替重復進行，總沉積時間為30 120分鐘。沉積結(jié)束后，氣體流量通入會自動關(guān)閉， 迅速關(guān)閉基體偏壓，關(guān)閉鈦弧電源開關(guān)，繼續(xù)抽真空至樣品隨爐冷卻至50°C以下，鍍膜過程 結(jié)束。氬氣和氮氣通過氣體質(zhì)量流量控制器交替通入時則分別獲得鈦層和氮化鈦層，反復 交替通氣則得到鈦與氮化鈦層的重復疊加多層結(jié)構(gòu)，而交替通氣的時間決定了各個單層的 單元厚度，單元層的總層數(shù)取決于總沉積時間；最后一層以通氮氣沉積氮化層結(jié)束。如圖2所示，本發(fā)明氣體質(zhì)量流量控制的電路組成及連接關(guān)系如下220V的電源相線輸出接開關(guān)K1，然后連接一個具有計時關(guān)閉功能的電子時鐘，電 子時鐘連接時間繼電器線圈KT2的通電延時斷開動斷(常閉)觸點KT2-1，KT2-1與并聯(lián)的 時間繼電器KTl和ΚΤ2的線圈連接，然后接回電源零線。此外，時間繼電器KTl的通電延時 閉合動合(常開)觸點KTl-I連接氣體流量控制的閥控開關(guān)，在KTl-I閉合時使氣體通入 真空室，斷開時氣體停止通入。首先接通電源、氣體流量閥控開關(guān)，設(shè)定氣體流量，然后打開 開關(guān)Κ1，用時鐘設(shè)定總沉積時間Τ，同時設(shè)定時間繼電器KTl和ΚΤ2的延時時間分別為tl、 t2，且tl < t2 ；然后打開時鐘開關(guān)，電流流過時鐘、KT2-1使KTl線圈和KT2線圈導通。當 經(jīng)過tl時間后，KTl-I閉合，氣體開始通入；當?shù)竭_t2時間時，KT2-1斷開，KTl和KT2同時 斷電，KTl-I斷開，氣體停止通入，完成一次氣體通入，通入時間為t2-tl ；同時，KT2-1斷電 后立即復位，隨即變?yōu)閷顟B(tài)，開始進入下一次循環(huán)，直到到達時鐘設(shè)定的總沉積時間T 后，時鐘開關(guān)斷開，沉積過程結(jié)束。該過程可實現(xiàn)一種氣體的間斷交替循環(huán)通入，氣體單次 通入時間為t2-tl，通入次數(shù)為T/t2(通入次數(shù)即對應(yīng)該種薄膜的沉積層數(shù))。該電路可實現(xiàn)一種氣體(氣體1)的間斷交替循環(huán)通入，另一種氣體(氣體2)的 間斷交替循環(huán)通入則由與此相同的電路進行控制，所不同的是氣體1通入和停止通入時， 分別對應(yīng)氣體2的停止通入和通入階段，以實現(xiàn)氣體1和氣體2的交替通入。采用氣體質(zhì)量流量顯示儀具有如下特點其一，本發(fā)明采用的氣體質(zhì)量流量顯示儀可用于為氣體質(zhì)量流量控制器或質(zhì)量流 量計提供工作電源和進行設(shè)定、顯示。具有多通道分別顯示、分別設(shè)定等特點。其二，氣體質(zhì)量流量顯示儀可以實現(xiàn)相互獨立的工作，也可以配合使用。顯示儀用 數(shù)碼管組成，可根據(jù)不同需要保存三種工藝，每種工藝可設(shè)定60層，每層氣體流量、時間、 流量控制器的選擇都可以隨意設(shè)定，并可以按運行鍵自動完成。這樣就可以實現(xiàn)通過交替 通入氬氣或氮氣等氣體，實現(xiàn)金屬/氮化物超硬多層薄膜的厚度的精確控制，保證多層薄 膜制備質(zhì)量和性能。其三，氣體質(zhì)量流量顯示儀采用微電腦控制、串行通訊、數(shù)字模擬兼容。能分別控 制3路氣體流量，并能獨立顯示，自動運行。其四，氣體質(zhì)量流量顯示儀配置在任何標準的電弧離子鍍或磁控濺射鍍膜設(shè)備 上。實施例1基材采用高速鋼(牌號為W18Cr4V)，試樣尺寸為20mmX IOmmX 10mm,鍍膜面尺寸 為20mmX10mm。鍍膜前表面先經(jīng)過研磨、拋光、超聲清洗、干燥后，放入真空室樣品臺上，待 真空室內(nèi)真空度達到5X 時，打開氣體質(zhì)量流量控制器，通氬氣到2. OPa，基體加直流 負偏壓至-800V，對樣品進行輝光清洗10分鐘；然后，調(diào)整Ar氣流量，使真空室氣壓調(diào)整為 0. 5Pa,同時開啟鈦弧，弧流穩(wěn)定在70A，對樣品進行Ti+離子轟擊5分鐘；此后，進入多層薄膜沉積過程，首先調(diào)整基體偏壓為-400V范圍，設(shè)定氣壓為0. 5Pa ；打開圖1所示的氣體質(zhì) 量流量控制器，采用時間繼電器對氣體交替通入流量和交替通入時間進行設(shè)定，設(shè)定Ar和 N2流量分別為90sCCm和SOsccm，設(shè)定不同層沉積時間均為60s，總層數(shù)設(shè)定為60層，設(shè)定 先通入氬氣，沉積純鈦層，60s后氣體質(zhì)量流量控制器會自動停氬氣，轉(zhuǎn)換為自動通入氮氣 來沉積TiN層，60s后再自動停氮通氬氣，如此交替重復進行，最后通氮氣沉積氮化鈦層結(jié) 束；總沉積時間為60分鐘。沉積結(jié)束后，氣體流量通入會自動關(guān)閉，此時迅速降偏壓，關(guān)閉 鈦弧電源開關(guān)，停氣，繼續(xù)抽真空，隨爐冷卻1小時，至真空室溫度降至50°C以下時，最后放 掉真空取出工件。樣品取出后，將工件的鍍膜面用線切割切開后對粘，拋光后用氫氟酸水溶液腐蝕， 然后在掃描電鏡上觀察，可觀察到黑白間隙的周期性條紋，計算出其鈦層和氮化鈦層的單 元層厚度約為15nm和40nm，得到了鈦層和氮化鈦層交替重復30次的納米多層薄膜。此后， 分別用顯微硬度計和劃痕儀測試多層薄膜的硬度和膜基結(jié)合強度分別為41GI^和75N。該 薄膜雖原材料簡單，但通過交替自動控制氬氣和氮氣氣體流量，使得鈦層和氮化層單元層 的厚度波動很小，避免了普通電弧離子鍍沉積多層薄膜時單元層厚度波動較大的缺點，從 而有效地保證了多層薄膜的質(zhì)量和性能，具備了超硬特性。實施例2基材采用硬質(zhì)合金(牌號為YG6)，試樣尺寸為20mmX IOmmX 10mm,鍍膜面尺寸為 20mmX10mm。鍍膜前表面先經(jīng)過研磨、拋光、超聲清洗、干燥后，放入真空室樣品臺上，待真 空室內(nèi)真空度達到4X10’a時，打開氣體質(zhì)量流量控制器，通氬氣到l.OPa，基體加直流 負偏壓至-600V，對樣品進行輝光清洗8分鐘；然后，調(diào)整Ar氣流量，使真空室氣壓調(diào)整為 0. 6Pa,同時開啟鈦弧，弧流穩(wěn)定在80A，對樣品進行Ti+離子轟擊3分鐘；此后，進入多層薄 膜沉積過程，首先調(diào)整基體偏壓為-200V范圍，設(shè)定氣壓為0. 6Pa ；打開圖1所示的氣體質(zhì) 量流量控制器，采用時間繼電器對氣體交替通入流量和交替通入時間進行設(shè)定，設(shè)定Ar和 N2流量分別為120SCCm和HOsccm，設(shè)定鈦與氮化層沉積時間分別為90s和30s，總層數(shù)設(shè) 定為60層，設(shè)定先通入氬氣，沉積純鈦層，90s后氣體質(zhì)量流量控制器會自動停氬氣，轉(zhuǎn)換 為自動通入氮氣來沉積TiN層，30s后再自動停氮通氬氣，如此交替重復進行，最后通氮氣 沉積氮化鈦層結(jié)束；總沉積時間為60分鐘。沉積結(jié)束后，氣體流量通入會自動關(guān)閉，此時迅 速降偏壓，關(guān)閉鈦弧電源開關(guān)，停氣，繼續(xù)抽真空，隨爐冷卻1小時，至真空室溫度降至50°C 以下時，最后放掉真空取出工件。樣品取出后，將工件的鍍膜面用線切割切開后對粘，拋光后用氫氟酸水溶液腐蝕， 然后在掃描電鏡上觀察，可觀察到黑白間隙的周期性條紋，計算出其鈦層和氮化鈦層的單 元層厚度約為22nm和20nm，得到了鈦層和氮化鈦層交替重復20次的納米多層薄膜。此后， 分別用顯微硬度計和劃痕儀測試多層薄膜的硬度和膜基結(jié)合強度分別為43GPa和85N。該 薄膜雖原材料簡單，但通過交替自動控制氬氣和氮氣氣體流量，使得鈦層和氮化層單元層 的厚度波動很小，避免了普通電弧離子鍍沉積多層薄膜時單元層厚度波動較大的缺點，從 而有效地保證了多層薄膜的質(zhì)量和性能，具備了超硬特性。實施例3基材采用高速鋼(牌號為W6Mo5Cr4V2Al)，試樣尺寸為20mmX IOmmX 10mm,鍍膜面 尺寸為20mmX10mm。鍍膜前表面先經(jīng)過研磨、拋光、超聲清洗、干燥后，放入真空室樣品臺上，待真空室內(nèi)真空度達到3 X 10_3Pa時，打開氣體質(zhì)量流量控制器，通氬氣到l.OPa，基體 加直流負偏壓至-500V，對樣品進行輝光清洗5分鐘；然后，調(diào)整Ar氣流量，使真空室氣壓 調(diào)整為0. 3Pa,同時開啟鈦弧，弧流穩(wěn)定在80A，對樣品進行Ti+離子轟擊4分鐘；此后，進入 多層薄膜沉積過程，首先調(diào)整基體偏壓為-300V范圍，設(shè)定氣壓為0. 3Pa ；打開圖1所示的 氣體質(zhì)量流量控制器，采用時間繼電器對氣體交替通入流量和交替通入時間進行設(shè)定，設(shè) 定Ar氣和隊流量分別為70SCCm和60sCCm，設(shè)定不同層沉積時間均為120s，總層數(shù)設(shè)定為 24層，設(shè)定先通入氬氣，沉積純鈦層，120s后氣體質(zhì)量流量控制器會自動停氬氣，轉(zhuǎn)換為自 動通入氮氣來沉積TiN層，120s后再自動停氮通氬氣，如此交替重復進行，最后通氮氣沉積 氮化鈦層結(jié)束；總沉積時間為48分鐘。沉積結(jié)束后，氣體流量通入會自動關(guān)閉，此時迅速降 偏壓，關(guān)閉鈦弧電源開關(guān)，停氣，繼續(xù)抽真空，隨爐冷卻1小時，至真空室溫度降至50°C以下 時，最后放掉真空取出工件。樣品取出后，將工件的鍍膜面用線切割切開后對粘，拋光后用氫氟酸水溶液腐蝕， 然后在掃描電鏡上觀察，可觀察到黑白間隙的周期性條紋，如圖3所示，淺色條紋為TiN層， 深色條紋為Ti層。計算出其鈦層和氮化鈦層的單元層厚度約為31nm和83nm，得到了鈦層 和氮化鈦層交替重復12次的納米多層薄膜。此后，分別用顯微硬度計和劃痕儀測試多層薄 膜的硬度和膜基結(jié)合強度分別為27GI^和83N。該薄膜雖原材料簡單，但通過交替自動控制 氬氣和氮氣氣體流量，使得鈦層和氮化層單元層的厚度波動很小，避免了普通電弧離子鍍 沉積多層薄膜時單元層厚度波動較大的缺點，從而有效地保證了多層薄膜的質(zhì)量和性能。實施例4基材采用硬質(zhì)合金(牌號為YI^)，試樣尺寸為20mmX IOmmX 10mm，鍍膜面尺寸為 20mmX10mm。鍍膜前表面先經(jīng)過研磨、拋光、超聲清洗、干燥后，放入真空室樣品臺上，待真 空室內(nèi)真空度達到4X KT3Pa時，打開氣體質(zhì)量流量控制器，通氬氣到氣壓1. OPa，基體加直 流負偏壓至-1000V，對樣品進行輝光清洗6分鐘；然后，調(diào)整Ar氣流量，使真空室氣壓調(diào)整 為0. 4Pa，同時開啟鈦弧，弧流穩(wěn)定在100A，對樣品進行Ti+離子轟擊1分鐘；此后，進入多層 薄膜沉積過程，首先調(diào)整基體偏壓為-200V范圍，設(shè)定氣壓為0. 2Pa ；打開圖1所示的氣體 質(zhì)量流量控制器，采用時間繼電器對氣體交替通入流量和交替通入時間進行設(shè)定，設(shè)定Ar 氣和隊流量分別為60SCCm和50SCCm，設(shè)定鈦和氮化鈦層沉積時間分別為60s和30s，總層 數(shù)設(shè)定為60層，設(shè)定先通入氬氣，沉積純鈦層，30s后氣體質(zhì)量流量控制器會自動停氬氣， 轉(zhuǎn)換為自動通入氮氣來沉積TiN層，30s后再自動停氮通氬氣，如此交替重復進行，最后通 氮氣沉積氮化鈦層結(jié)束；總沉積時間為45分鐘。沉積結(jié)束后，氣體流量通入會自動關(guān)閉，此 時迅速降偏壓，關(guān)閉鈦弧電源開關(guān)，停氣，繼續(xù)抽真空，隨爐冷卻1小時，至真空室溫度降至 50°C以下時，最后放掉真空取出工件。樣品取出后，將工件的鍍膜面用線切割切開后對粘，拋光后用氫氟酸水溶液腐蝕， 然后在掃描電鏡上觀察，可觀察到黑白間隙的周期性條紋，計算出其鈦層和氮化鈦層的單 元層厚度約為15nm和20nm，得到了鈦層和氮化鈦層交替重復30次的納米多層薄膜。此后， 分別用顯微硬度計和劃痕儀測試多層薄膜的硬度和膜基結(jié)合強度分別為40GPa和82N。該 薄膜雖原材料簡單，但通過交替自動控制氬氣和氮氣氣體流量，使得鈦層和氮化層單元層 的厚度波動很小，避免了普通電弧離子鍍沉積多層薄膜時單元層厚度波動較大的缺點，從 而有效地保證了多層薄膜的質(zhì)量和性能。
權(quán)利要求
1.一種多層薄膜的沉積方法，其特征在于，包括如下步驟(1)通過交替通入氣體，精確控制氣體流量和氣體通入時間；(2)采用電弧離子鍍技術(shù)沉積鈦/氮化鈦多層薄膜。
2.按照權(quán)利要求1所述的多層薄膜的沉積方法，其特征在于采用氣體質(zhì)量流量控制 器實現(xiàn)多路氣體氬氣和氮氣的交替通入，且實現(xiàn)氣體流量和氣體交替通入時間的精確控 制。
3.按照權(quán)利要求2所述的多層薄膜的沉積方法，其特征在于采用氣體質(zhì)量流量控制 器實現(xiàn)氬氣的氣體流量10 200SCCm和氮氣的氣體流量10 200SCCm的交替通入，且設(shè) 定不同氣體均交替通入1 30次。
4.按照權(quán)利要求1所述的多層薄膜的沉積方法，其特征在于，在高速鋼或硬質(zhì)合金工 件表面沉積多層薄膜過程中，對氣體流量進行精確控制，過程是(1)采用金屬純鈦靶，待真空室內(nèi)真空度達到5X10’a lX10_2Pa時，打開氣體開 關(guān)，開啟氣體質(zhì)量流量控制器，設(shè)定所需的氣體流量，先通入氬氣，氣壓控制在0. 5 21 之 間，開啟基體偏壓至-500V -1000V范圍，使氣體發(fā)生輝光放電，對樣品進行輝光清洗5 10分鐘；然后，調(diào)整Ar氣流量，使真空室氣壓調(diào)整為0.2 0. 6Pa，同時開啟鈦弧，對樣品繼 續(xù)進行Ti+離子轟擊1 5分鐘；(2)進入多層薄膜沉積過程，首先調(diào)整基體偏壓為-100 -400V范圍，設(shè)定氣壓為 0. 1 1 范圍；啟動設(shè)定氣體質(zhì)量流量控制器中的多種氣體交替控制開關(guān)，設(shè)定氮氣和氬 氣流量分別為所需流量10 200SCCm，設(shè)定不同層沉積時間為30s 5min ；(3)沉積結(jié)束后，氣體流量通入關(guān)閉，關(guān)閉基體偏壓，關(guān)閉鈦弧電源開關(guān)，繼續(xù)抽真空， 樣品隨爐冷卻至50°C以下，鍍膜過程結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明屬于金屬材料表面沉積超硬多層涂層技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種鈦/氮化鈦多層薄膜的沉積方法，解決了普通電弧離子鍍沉積多層薄膜時單元層厚度波動較大的問題。該方法包括如下步驟(1)通過交替通入氣體，精確控制氣體流量和時間；(2)采用電弧離子鍍技術(shù)在工件表面沉積金屬/金屬氮化物多層薄膜。采用氣體質(zhì)量流量控制器實現(xiàn)多路氣體氬氣和氮氣的交替通入，且實現(xiàn)氣體流量和氣體交替通入時間的精確控制，設(shè)定氣體流量值及對應(yīng)的沉積時間，可實現(xiàn)60層多層薄膜的沉積。本發(fā)明所涉及的氣體流量交替控制技術(shù)可以保證多層涂層的單元層厚度和質(zhì)量得到有效控制，大大提高了多層薄膜單元層厚度的控制精度，可以有效改善多層薄膜的性能。
文檔編號C23C14/06GK102094180SQ20101019176
公開日2011年6月15日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者于寶海, 華偉剛, 肖金泉, 趙彥輝, 郎文昌, 高立軍 申請人:中國科學院金屬研究所