高功率脉冲磁控溅射技术(HPPMS)作为一种溅射材料离化率高,可以沉积致密、高性能薄膜的新技术得到广泛研究。我们研制了复合脉冲高功率磁控溅射电源,脉冲电流200A-1000A,脉冲电压1200V,脉冲频率10-500Hz。本文对不同偏压下HPPMS放电电流、点燃电压和基体收集电流的变化规律进行研究,发现基体偏压使得放电靶电流上升延迟时间、点燃电压和基体收集电流增加,而靶电流平均值出现少量降低。通过对无等离子体时系统电势分布的模拟,得出偏压使得阴极电势分布改变,靶与基体之间的电势差减小,导致电流延迟时间和点燃电压增加;系统起辉后,由于等离子体的屏蔽作用,偏压对靶电流波形无明显作用。基体偏压使得基体收集电流增加,意味着更多的离子沉积在基体上,从而不仅能够增加沉积速率,更多的离子轰击还会提高膜层质量。利用该技术获得的ZrN薄膜硬度超过30GPa。