HiPIMS 前沿两则：1 微米高导热 AlN 薄膜与氮化物涂层研究进展
半导体散热需要高导热的绝缘薄膜，刀具和 3C 领域需要更致密、更耐磨的硬质涂层。这两类需求都在推动 PVD 从常规直流磁控溅射（DCMS）走向离化程度更高的工艺。本文介绍两篇近期文献，并说明它们与电源参数的对应关系。
一、1 微米高导热 AlN：HiPIMS 加正向 kick 脉冲
氮化铝（AlN）兼具绝缘性和较高的热导率，是功率器件热管理的候选材料。但溅射 AlN 做到微米级厚度时，晶粒取向、内应力和靶中毒都会影响热导率。
Lee 等人在 ACS Applied Materials & Interfaces 上报道 [1]：在 HiPIMS 主脉冲之后施加一个正向 kick 脉冲（即双极 HiPIMS 的正脉冲），成功沉积了 1 μm 厚的高导热 AlN 薄膜。正脉冲会抬高等离子体电位，把主脉冲期间产生的离子推向基底，提高离子能量。
二、氮化物涂层：致密化的机理与代价
Sharma 等人 2025 年在 Coatings 发表的综述 [2] 对比了 HiPIMS 与 DCMS 制备的 TiN、CrN 及多元氮化物涂层：
▸ HiPIMS 脉冲期间靶电流密度可达数 A/cm²，远高于 DCMS，沉积通量中的金属离子比例显著提高（DCMS 通常只有百分之几）；
▸ 在偏压配合下，高能金属离子的轰击可以抑制柱状晶、提高致密度，并通过界面混合改善结合力；
▸ 代价是同平均功率下沉积速率偏低、压应力偏高，需要通过脉冲参数与多层设计折中。
三、对应到电源参数
文献中的这两类效果，在电源上分别对应：
1. 反向电压脉冲（主脉冲后的正电压）：用于加速离子、泄放靶面电荷。JX-HiPIMS-Max 可输出 +50～+750 V 的反向电压，与文献中的 kick 正脉冲属于同类功能；具体幅值和时序需要按膜系做工艺验证。
2. 峰值电流与弧管理：峰值电流决定离化程度；反应溅射 AlN、氮化物时，靶面中毒区域容易打弧，电源的弧检测与关断速度决定大颗粒缺陷的多少。
JX-HiPIMS-Max 主要参数（产品页标称）
平均/峰值功率 40 kW / 4 MW；峰值电流 0～2000 A；工作电压 −200～−1000 V，反向电压 +50～+750 V；频率 200～5000 Hz，脉宽 3～100 μs，占空比 0.5%～40%；恒压/恒流/恒功率/PT 动态模式；峰值效率约 96.3%；MTBF ≥100000 h。
JX-HiPIMS-Max 可对标德国霍廷格（TRUMPF Hüttinger）同类型产品，已服务国内十多家真空镀膜客户。
参考文献
[1] Lee et al. Achieving a High Thermally Conductive One Micron AlN Deposition by High Power Impulse Magnetron Sputtering plus Kick. ACS Applied Materials & Interfaces (2024). DOI: 10.1021/acsami.4c00993
[2] Sharma et al. Exploring the Potential of High-Power Impulse Magnetron Sputtering for Nitride Coatings: Advances in Properties and Applications. Coatings 15 (2025) 130. DOI: 10.3390/coatings15020130