真空弧放电下不同寻常的阴极腐蚀图案

对于真空弧放电下的弧斑导致的阴极材料的腐蚀研究其实由来已久。对于真空弧放电下的弧斑主要有两种，一种是移动较快、较小、较暗的弧斑，主要发生在较脏的靶面和氧化的靶面；另一种是移动较慢、较大较亮的弧斑，其主要发生在干净和惰性气体放电时的靶面。而对于这两种弧斑的出现也是可以通过弧斑的点燃机理，进行理解，那就是靶表面的电场。脏污和氧化的靶面电场会减弱，导致新弧斑和旧弧斑不能连续，因此就会出现弧斑较暗较小。正因为存在不同的弧斑模式，那靶面的腐蚀情况也就不尽相同。+

图1.(a)Ar放电下的Al靶表面弧光放电,(b)加入一定O2，1秒后Al靶表面的弧光放电，(c)加入一定O2，10秒后Al靶表面的弧光放电.

1）Ar与Ar+O2两种情况下靶表面的弧光放电差异；

2）两种情况下对靶的表面腐蚀凹坑的差异对比；

图2 (a)Ar放电下的Al靶表面腐蚀坑,(b)加入一定O2后Al靶表面腐蚀坑，(c)图(b)放大的腐蚀坑分布.

1) 不同放电气体对靶表面的放电差异非常有趣，放电差异也导致了溅射的差异化。

2) 残留在靶表面的辐射坑也特别有意思，通过腐蚀坑的直观观察，我们可以看到真空弧放电的弧斑规律以及相应的问题，那就是真空弧放电容易溅射出大的颗粒，这也是需要注意的问题。