Tecnologia de recobriment iònic

La característica principal del mètode d'evaporació al buit per dipositar pel·lícules és l'alta taxa de deposició.La característica principal del mètode de pulverització és l'àmplia gamma de materials de pel·lícula disponibles i la bona uniformitat de la capa de pel·lícula, però la taxa de deposició és baixa.El recobriment iònic és un mètode que combina aquests dos processos.

Principi de recobriment iònic i condicions de formació de pel·lícules
El principi de funcionament del recobriment iònic es mostra a la imatge.La cambra de buit es bombeja a una pressió inferior a 10-4 Pa, i després s'omple amb gas inert (per exemple, argó) a una pressió de 0,1 ~ 1 Pa. Després d'aplicar una tensió continua negativa de fins a 5 kV al substrat, un S'estableix una zona de plasma de descàrrega brillant de gas a baixa pressió entre el substrat i el gresol.Els ions de gas inert són accelerats pel camp elèctric i bombardegen la superfície del substrat, netejant així la superfície de la peça de treball.Un cop finalitzat aquest procés de neteja, s'inicia el procés de recobriment amb la vaporització del material a recobrir al gresol.Les partícules de vapor vaporitzades entren a la zona del plasma i xoquen amb els ions i electrons positius inerts dissociats, i algunes de les partícules de vapor es dissocien i bombardegen la peça de treball i la superfície del recobriment sota l'acceleració del camp elèctric.En el procés de revestiment d'ions, no només hi ha deposició, sinó també sputtering d'ions positius al substrat, de manera que la pel·lícula fina només es pot formar quan l'efecte de deposició és més gran que l'efecte sputtering.

El procés de recobriment d'ions, en el qual el substrat sempre és bombardejat amb ions d'alta energia, és molt net i té una sèrie d'avantatges en comparació amb el recobriment per evaporació i polvorització.

(1) Forta adhesió, la capa de recobriment no es desenganxa fàcilment.
(a) En el procés de recobriment d'ions, s'utilitzen un gran nombre de partícules d'alta energia generades per la descàrrega de resplendor per produir un efecte de catòdica catòdica a la superfície del substrat, pulveritzant i netejant el gas i l'oli adsorbits a la superfície del substrat. substrat per purificar la superfície del substrat fins que s'hagi completat tot el procés de recobriment.
(b) En l'etapa inicial del recobriment, coexisteixen la polsadora i la deposició, que poden formar una capa de transició de components a la interfície de la base de la pel·lícula o una barreja del material de la pel·lícula i el material de base, anomenada "capa de pseudodifusió". que pot millorar eficaçment el rendiment d'adhesió de la pel·lícula.
(2) Bones propietats d'embolcall.Una de les raons és que els àtoms del material de recobriment s'ionitzen a alta pressió i xoquen amb molècules de gas diverses vegades durant el procés d'arribar al substrat, de manera que els ions del material de recobriment es poden dispersar al voltant del substrat.A més, els àtoms del material de recobriment ionitzat es dipositen a la superfície del substrat sota l'acció del camp elèctric, de manera que tot el substrat es diposita amb una pel·lícula fina, però el recobriment d'evaporació no pot aconseguir aquest efecte.
(3) L'alta qualitat del recobriment es deu a la polverització de condensats causada pel bombardeig constant de la pel·lícula dipositada amb ions positius, que millora la densitat de la capa de recobriment.
(4) Es pot recobrir una àmplia selecció de materials de recobriment i substrats amb materials metàl·lics o no metàl·lics.
(5) En comparació amb la deposició de vapor químic (CVD), té una temperatura del substrat més baixa, normalment per sota dels 500 ° C, però la seva força d'adhesió és totalment comparable a les pel·lícules de deposició de vapor químic.
(6) Alta taxa de deposició, formació ràpida de pel·lícules i pot revestir el gruix de les pel·lícules des de desenes de nanòmetres fins a micres.

Els desavantatges del recobriment d'ions són: el gruix de la pel·lícula no es pot controlar amb precisió;la concentració de defectes és alta quan es requereix un recobriment fi;i els gasos entraran a la superfície durant el recobriment, cosa que canviarà les propietats de la superfície.En alguns casos, també es formen cavitats i nuclis (menys d'1 nm).

Pel que fa a la velocitat de deposició, el recobriment d'ions és comparable al mètode d'evaporació.Pel que fa a la qualitat de la pel·lícula, les pel·lícules produïdes per recobriment d'ions són properes o millors que les preparades per sputtering.