直流电源调压,什么叫偏压电源

直流偏压电源（偏压的应用以及介绍）

偏压电源是真空电弧离子镀和其他真空物理气相沉积设备中的重要部件。在真空离子镀中，偏压电源的质量对薄膜质量起着非常重要的作用。偏压是指在电镀过程中施加到衬底上的负电压。同时真空室接地，偏压负极接工件。因为大地的电压一般认为是零电位，所以工件上的电压习惯说负偏压起负偏压的作用。

1.提高真空空等离子体中带电粒子的能量，轰击清洗被镀工件表面，使工件表面受到高能粒子的冲击，获得全新的表层，从而提高后续沉积薄膜的结合力。2.通过偏压轰击，在薄膜和基底之间形成与两者兼容的过渡金属层，以利于薄膜和基底的结合。

3.通过不同的电压输出极性或方式，改变沉积规则，调节薄膜颜色和性能。

4.通过带电离子的轰击加热衬底。

5.去除吸附在基底上的气体和油有利于提高薄膜的结合强度。

6.激活衬底表面。

7.它可以净化电弧离子镀中的大颗粒。

偏置电压的分类

根据波形，可以分为:

DC偏压

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DC脉冲偏压

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主要特点

1.与DC偏压相比，高频单极脉冲偏压对工件施加压力，由于有电压中断间隙，可以有效减少打击次数，保护工件表面。

2.在脉冲间隙期间，可以中和工件表面积累的电荷，从而减少表面电荷积累引起的点火。

3.高频逆变技术中的快速关断能力，可以有效降低每次点火释放的能量，甚至在点火发生时，可以明显降低工件表面的大损伤程度。

4.在脉冲间隙期间沉积在工件表面上的离子能量非常低。

5.成膜速度和质量可以通过调节频率和空的比值来提高和控制。

叠加DC脉冲偏置

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1.它具有单极性脉冲偏置电源的所有特性。

2.在DC和DC叠加脉冲模式下，消除了单极脉冲间隙之间离子能量低的问题。

双极脉冲偏压

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1.负脉冲的作用与单极脉冲偏置电源相同。正脉冲的作用主要是吸引等离子体中的电子来中和工件表面积累的正电荷。由于电子的质量比离子小得多，容易加速，所以正脉冲的幅度比负脉冲小得多，通常为10~100V，正负脉冲的电流积分应该相等。所以正电源的功率比负电源小很多。

2.当正电源电压为零时，双极性脉冲偏置变为单极性脉冲偏置。

偏置电源的可调参数

偏置幅度

占用空比率

频率

波形

偏置电源的重要特性

每分钟灭弧次数(每分钟单位灭弧次数)

检测大电弧的灵敏度(mJ/kW可检测电弧能量)

偏置电压的负载特性

偏压的工作负载是等离子体，当使用DC偏压时，等离子体是电阻性的。当采用脉冲偏压时，等离子体表现为电阻+电容，可以认为是电阻和电容的串联。电容的本质是由基片表面的等离子体鞘层引起的。

DC偏压和脉冲偏压的比较

传统的电弧离子镀是在基底台上施加DC负偏压来控制离子轰击能量。这种沉积工艺具有以下缺点:

衬底温度的升高不利于在回火温度较低的衬底上沉积硬质薄膜。

高能离子轰击造成溅射严重，不能简单通过提高离子轰击能量来合成高反应阈值能量的硬质薄膜。

在DC偏压电弧离子镀工艺中，为了抑制由于正离子持续轰击基片表面而导致的基片温度过高，主要采取降低沉积功率、缩短沉积时间、采用间歇沉积方法等措施来降低沉积温度。这些措施可以统称为能量控制方法。“虽然这种方法可以降低沉积温度，但它也降低了膜的一些性质，以及生产效率和膜质量的稳定性。因此很难推广应用。

在脉冲偏压电弧离子镀过程中，离子以不连续的脉冲方式轰击基片表面，因此通过调节脉冲偏压与空的比值，可以改变基片与表面之间的温度梯度，进而改变基片与表面之间的热平衡补偿效应，达到控制沉积温度的目的。这样，施加偏压的脉冲高度可以独立于工件温度进行调节(彼此影响很小或没有影响)。利用高压脉冲获得高能离子的轰击效应来改善薄膜的微结构和性能，通过降低空的比值来降低沉积温度，从而降低离子轰击的总热效应。

偏压对薄膜层的影响

偏压对薄膜的影响机制非常复杂。很多公司和科研机构都做了大量的研究。对于不同的影片，不同的设备，影响的方式和结果是很不一样的。以下是一些主要影响因素。你可以根据自己的应用过程，观察和总结，快速找出偏压对薄膜影响的规律。

1.膜结构、晶体结构取向和组织结构

2.沉积速率

3.大颗粒的净化

4、薄膜硬度

5.薄膜层密度

6.表面形态

7.内应力