Сильноточный импульсный магнетронный разряд с инжекцией электронов из плазмы вакуумной дуги для осаждения покрытий и генерации пучков.

Диссертационная работа посвящена исследованию сильноточного импульсного магнетронного разряда с дополнительным эмиттером на основе импульсного вакуумного дугового разряда. Показано, что инжекция электронов из эмиттера и последующее их ускорение в катодном слое магнетронного разряда позволяет обеспечить стабильное функционирование магнетронного разряда в импульсной (от сотен мкс до нескольких мс) сильноточной (десятки ампер) форме в области предельно низкого рабочего давления, где самостоятельный разряд в сильноточной форме не реализуется. Минимальное рабочее давление для магнетронного разряда с током 50 А (длительность импульса 1 мс), составило 2,5∙10-2 Па (медная и хромовая мишени). В этом режиме доля ионов металла (материала мишени) в плазме магнетрона составляет от 80до 95%. Снижение рабочего давления за счет инжекции электронов способствует увеличению скорости осаждения покрытий, уменьшению шероховатости поверхности и улучшению адгезионных свойств покрытий. В режиме стабилизации тока в условиях низкого рабочего давления ( ниже 0.1 Па), изменение тока инжектированных электронов обеспечивает управление напряжением горения магнетронного разряда в сильноточный форме ( до 100 А) в диапазоне от 200 до 700 В, регулируя тем самым процесс ионного распыления мишени магнетрона и позволяя реализовать в одной разрядной системе без изменения электродной конфигурации режимы как с преобладанием в плазме ионов материала мишени (т.н. «режим самораспыления»), так и с преобладанием ионов рабочего газа (т.н. «нераспыляющий режим»). В совокупности с низким значением рабочего давления это позволяет использовать разработанную магнетронную распылительную систему в качестве источника ионов металла и газа для проведения процесса имплантации с регулируемым долевым соотношением ионных компонентов.