Glavna karakteristika metode vakuumskog isparavanja za nanošenje filmova je visoka stopa taloženja.Glavna karakteristika metode raspršivanja je širok raspon dostupnih filmskih materijala i dobra uniformnost sloja filma, ali je stopa taloženja niska.Ionsko premazivanje je metoda koja kombinuje ova dva procesa.
Princip ionskog premaza i uvjeti stvaranja filma
Princip rada ionskog premaza prikazan je na sl.Vakumska komora se pumpa do pritiska ispod 10-4 Pa, a zatim se puni inertnim gasom (npr. argonom) do pritiska od 0,1~1 Pa. Nakon što se na podlogu primeni negativan jednosmerni napon do 5 kV, a Između podloge i lončića se uspostavlja zona plazme usijanog gasnog pražnjenja.Joni inertnog plina se ubrzavaju električnim poljem i bombardiraju površinu podloge, čime se čiste površina obratka.Nakon što je ovaj proces čišćenja završen, proces oblaganja počinje isparavanjem materijala koji se oblaže u lončiću.Isparene čestice pare ulaze u zonu plazme i sudaraju se sa disociranim inertnim pozitivnim ionima i elektronima, a neke od čestica pare se disociraju i bombardiraju radni komad i površinu premaza pod ubrzanjem električnog polja.U procesu ionskog oblaganja ne dolazi samo do taloženja već i do raspršivanja pozitivnih jona na podlogu, tako da se tanki film može formirati samo kada je efekat taloženja veći od efekta raspršivanja.
Proces jonskog premaza, u kojem je podloga uvijek bombardirana visokoenergetskim jonima, vrlo je čist i ima niz prednosti u odnosu na nanošenje raspršivanjem i evaporacijom.
(1) Jaka adhezija, sloj premaza se ne ljušti lako.
(a) U procesu ionskog premaza, veliki broj visokoenergetskih čestica generiranih usijanim pražnjenjem koristi se za stvaranje efekta katodnog raspršivanja na površini podloge, raspršivanja i čišćenja plina i ulja adsorbiranih na površini supstrata supstrata za pročišćavanje površine podloge dok se cijeli proces premazivanja ne završi.
(b) U ranoj fazi prevlačenja, raspršivanje i taloženje koegzistiraju, koji mogu formirati prelazni sloj komponenti na interfejsu osnove filma ili mešavinu filmskog materijala i osnovnog materijala, nazvan „pseudo-difuzioni sloj“, koji može efikasno poboljšati performanse prianjanja filma.
(2) Dobra svojstva omotavanja.Jedan od razloga je taj što se atomi materijala premaza joniziraju pod visokim pritiskom i sudaraju se s molekulima plina nekoliko puta tokom procesa dostizanja supstrata, tako da se joni materijala premaza mogu raspršiti oko supstrata.Osim toga, atomi joniziranog materijala prevlake se talože na površini podloge pod djelovanjem električnog polja, tako da se cijela podloga taloži tankim filmom, ali premaz isparavanjem ne može postići ovaj efekat.
(3) Visok kvalitet premaza je posljedica raspršivanja kondenzata uzrokovanog stalnim bombardiranjem nanesenog filma pozitivnim ionima, čime se poboljšava gustina sloja premaza.
(4) Širok izbor materijala za premazivanje i podloga može se premazati na metalne ili nemetalne materijale.
(5) U poređenju sa hemijskim taloženjem parom (CVD), ima nižu temperaturu podloge, obično ispod 500°C, ali je njegova snaga prianjanja u potpunosti uporediva sa filmovima za taloženje hemijskom parom.
(6) Visoka stopa taloženja, brzo formiranje filma i debljina premaza filmova od desetina nanometara do mikrona.
Nedostaci jonskog premaza su: debljina filma se ne može precizno kontrolisati;koncentracija nedostataka je visoka kada je potrebno fino premazivanje;i gasovi će ući u površinu tokom nanošenja premaza, što će promeniti svojstva površine.U nekim slučajevima se formiraju i šupljine i jezgra (manje od 1 nm).
Što se tiče brzine taloženja, jonski premaz je uporediv sa metodom isparavanja.Što se tiče kvaliteta filma, filmovi proizvedeni ionskim premazivanjem su slični ili bolji od onih pripremljenih raspršivanjem.
Vrijeme objave: Nov-08-2022