通过常规DC磁控溅射的耐火过渡 - 金属（TM）氮化物生长期间的膜表面的低能量惰性气体离子照射已经广泛用于克服在低温下沉积的层粗糙表面的特征下稳定的微观结构（T.S./ T.m<0.30，其中tS.薄膜生长温度和tm是k）中的熔点一世。
最近已经证明，通过使用与等离子体脉冲的富金属部分同步的基板偏压，高功率脉冲磁控溅射（HIPIMS）提供了用于离子辅助TM氮化物膜生长的替代路线。由于金属（与惰性气体）离子（而不是惰性气体）是薄膜的组分，可以显着降低或甚至消除应力。II，III
HIPIMS / DCMS配置
在该项目中，使用混合HIPIMS / DCMS双目标共溅射配置，其中一个目标（Si或Ti）由Hipims供电，而另一个目标由DCMS供电，用于生长Ti1-X.SI.XN膜与组合物0≤x≤0.26。在这两种情况下，基于哪种目标基于哪个目标由Hipims提供的目标是与Hipims脉冲同步施加的靶偏压。在Ti-Hipims / Si-DCMS和Si-Hipims / Ti-DCMS配置中生长的层之间的相含量，薄膜纳米结构和机械性能的观察到的分歧是由于不同的金属离子照射条件，TI明显不同+/ ti.2+vs. si.+/ si.2+在薄膜生长期间，通过在基板位置进行的离子质谱分析建立Hiden Analytical EQP 1000仪器（图1（a） - （b））。
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图1。离子能量分布函数在基板位置测量（a）单充电的ti+和si+离子，（b）双电荷的Ti2+和si2+Ti-Hipims和Si-Hipims脉冲期间的离子;（c）平面图茎显微照片，（d）平面图 - 查看TI的EDX /茎元素地图0.74SI.0.26n Ti-Hipims / Si-DCMS膜，显示从面板（C）中概述的区域获取的空间分布;（e）Ti-Hipims / Si-DCMS和Si-Hipims / Ti-DCMS Ti的纳米茚满H（x）1-X.SI.X在T的Si（001）基板上生长的N薄膜S.= 500°C。
结论
事件TI之间的更好的质量匹配+离子和平均薄膜原子质量，更高的金属离子/金属原子比和高级次离子化物质导致平均每沉积原子的动量转移（PD.Ti-Hipims / Si-DCMS比在Si-Hipims / Ti-DCMS期间更高的〜20倍。这导致增加的Adatom意味着自由路径，导致较小的Si原子的偏析与柱界限，并且包含纳米复合材料结构的形成，该结构包含在Sinx组织相中封装的富含含锡的纳米柱（参见图1中的平面图茎显微照片（c），和图1（d）中的EDX /茎元素映射）。Ti-Hipims / Si-DCMS TI1-X.SI.XN薄膜在组成范围内超硬，显着宽的比以前宽，0.04≤x≤0.26，具有最大硬度H = 45GPa，对于具有X = 0.13的层（图1（E））。然而，残余应力也高，平均值为7±1GPa。
在SI-HIPIMS / TI-DCMS TI剧上形成鲜明对比1-X.SI.Xn膜生长，双电离金属离子的助焊剂较低，其较低，较低的Si，低金属离子/金属 - 原子通量比在Hipims脉冲期间，并且入射Si +离子和平均胶片原子之间的较差的质量匹配质量导致相对较低的值。这导致亚稳态Ti中的Si诱捕1-X.SI.XN NaCl结构为了在最高的组成范围内形成固体溶液，报道，0≤x≤0.24。
项目摘要：
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G. Greczynski.
薄膜物理师
物理系（IFM）
林雪平大学
SE-581 83Linköping
瑞典
纸张参考
G.Greczynski等。（2015）“通过可调谐金属离子动量转移来控制Ti1-Xsixn纳米结构在HIPIMS / DCMS共沉积期间”，表面和涂料技术280,174-184
参考
一世I. Petrov，P.B.Barna，L. Hultman，J.E. Greene J.Vav。SCI。技术。A 21（2003）117
IIG.Greczynski，J. Lu，I. Petrov，J.E.Grege，S.Bolz，W.Kölker，CH。Schiffers，O.Lemmer和L. Hultman，J.Vav。SCI。技术。A 32（2014）041515。
IIIG.Greczynski，J.Lu，J.Jensen，I. Petrov，J.E.Greene，S. Bolz，W.Kölker，Ch。Schiffers，O.Lemmer和L. Hultman，J.Vav。SCI。技术。A 30（2012）061504。
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