料 益
離 料 離 路 2
歷 3
類 4
PVD 念 5
PVD 6
7
沈 理 8
料 粒 量 率 µ 度 度 狀 力 金 度 料 金 金 度 料 PVD 離 金 金 數 度 料 度 9
類 度 度 度 力 例 10
Why CrN coating? Weight loss (g/m 2 ) 304 S.S. TiN/304 CrN/304 DLC/304 C. S. TiN/C.S. CrN/C.S. DLC/C.S. Weight loss of various coatings in 30% H 2 SO 4 solution at 105 ºC for 12 h. 11
Physical characteristics of hard coatings [2-4] TiN CrN ZrN TiCN DLC Diamond Hardness (Hv) 1900 ~2400 2100 ~2400 2300 ~2700 ~3500 >4000 >8000 Temperature limit ( C) 450 ~ 600 700 ~800 430 ~500 350 ~ 400 300 ~ 350 600-650 Friction coef. (Dry, against steel) 0.4 ~ 0.7 0.3-0.55 0.3 ~0.46 0.25 ~0.45 0.03 ~0.15 0.01-0.2 Density (g/cm 3 ) 5.43 6.1 7.35 5.18 1.4 ~2.0 3.52 (111) Thermal expansion coef. (10-6 / C) 8.3 2.3 7.24 8.1 0.8 0.7
13
14
15
The as-deposited UBM-CrN coating Electron micrograph of the as-deposited UBM-CrN coating with Cr interlayer. (a) The BF image and SAD patterns of (b) the interfacial region around the Cr interlayer and (c) CrN near the coating surface 16
The 600 C oxidized UBM-CrN coating (a) Electron micrograph of the 600 C UBM-CrN coating with Cr interlayer. (a) The BF image and SAD patterns of (b) CrN near the coating surface 17
The 800 C oxidized UBM-CrN coating (a) Electron micrograph of the 800 C UBM-CrN coating with Cr interlayer. (a) The BF image and SAD patterns of (b) CrN near the coating surface 18
離 料 60 年 離 了 離 了 了 了 路 80 年 來 流金 離 -MEVVA 離 離 (PIII) 離 料 19
離 理 理 : 利 DC RF ECR 離 理 (- 1~100kV) 離 料 PIII : 離 20
UC Berkeley PIII 21
金 離 理 理 : 利 度金 流金 離 MEVVA 金 離 : MEVVA 離 狀 流金 離 流 金 離 類 離 流 度 22
MEVVA 離 北 理 MEVVA 23
MEVVA Target Propeller Trigger Cathode Anode Cooling system Target Extractor 0~80kV 0~-2.5kV Ground 離 MEVVA 離 24
Φ: 量 E: 數 µ: 數 η: 率 =W1/W2 W1: 量 W2: 量 25
離 理 : 利 (Cathodic Arc Evaporation ) 率 離 率 MEVVA 離 (Ion mixing) 量 更 MEVVA 良 : MEVVA 離 量 26
MEVVA+PVD MEVVA+PVD 27
MEVVA+PVD Thermal Couple Arc Source MPII Source (+) Power Supply (-) (-) Power Supply (+) Trigger Holder (-) (+) Accelerator Power Supply Pumping System 28
MEVVA+PVD ( ) A. 1 m 1 m (a)tin ( ) (b)ti 2+ /TiN (TiN Ti 2+ ) 1 m (c)c + /TiN (TiN C + ) CAE 量 dislocation density nucleation sites 29
量 1.0 0.9 TiN C + /TiN Ti 2+ /TiN 0.8 Friction Coefficient (µ) 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Distance (km) Ti 2+ /TiN C + /TiN CAE-TiN 1.7 1.4 30
離 路 (NSC90-2626-E-167-001) 離 理 離 離 離 31
離 離 理 32
離 參數 離 參數 離 流 離 率 力 參數 不 參數 33
離 參數 34
金 連 力 若 力不良 洞 不 率 不 35
力 了 粒 率 力 率 若 粒 粒 洞 36
率 不 易 不連 率 良 37
(a) (b) 利 離 38
39
(a) (b) 40
度 例 41
離 粒 粒 度 例 42
離 度 例 43
利 離 率 洞 度 例 44
度 例 良 都 不連 45
離 度 度 46
離 良 力 47
XRD 類 不 利 金 48
1000 Cu(111) 800 I(111)/I(200)=46/1 Intensity (cps) 600 400 200 TaN x Cu(200) 0 20 30 40 50 60 2θ 離 49
離 粒 量 來 量 來 粒 了降 粒 拉 力 量 來 來 50
路 金 度不 料 數 不 力 51
理 降 率 粒 金 更 了 金 例 立 列 52
3.2 3.0 3.05 Resistivity ( µω cm ) 2.8 2.6 2.4 2.2 2.0 2.73 2.35 2.02 1.8 0 100 200 300 400 500 Annealing Temperature ( o C) 度 率 度 率 降 53
AFM 力 度 度 度 度 粒 度 粒 度 異 不 54
36 Surface Roughness (RMS)(nm) 34 32 30 28 26 24 22 22.40 25.28 27.38 29.80 20 0 100 200 300 400 500 Annealing Temperature ( o C) 度 度 度 粒 55
理 立 度 粒 度 56
SIMS 不 度 離 離 來 度 度 57
SECONDARY ION COUNTS 10 7 10 6 10 5 10 4 10 3 10 2 18O 30Si Cu Ta+N 10 1 10 1 100 o C 300 o C 10 0 10 0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 DEPTH (microns) DEPTH (microns) SECONDARY ION COUNTS 10 7 10 6 10 5 10 4 10 3 10 2 18O 30Si Cu Ta+N SECONDARY ION COUNTS 10 7 10 6 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 DEPTH (microns) 18O 30Si Cu Ta+N 500 o C 58
論 參數 : 離 率 Å 連 FESEM 離 良 59
利 離 例 金 60
61