Kilede ladestamiseks kasutatava vaakumaurustusmeetodi peamine omadus on kõrge sadestuskiirus.Pommitamismeetodi peamiseks tunnuseks on saadaolevate kilematerjalide lai valik ja kilekihi hea ühtlus, kuid sadestuskiirus on madal.Ioonkatmine on meetod, mis ühendab need kaks protsessi.
Ioonkatte põhimõte ja kile moodustumise tingimused
Ioonkatte tööpõhimõte on näidatud joonisel.Vaakumkamber pumbatakse rõhuni alla 10–4 Pa ja täidetakse seejärel inertgaasiga (nt argooniga) rõhuni 0,1–1 Pa. Pärast seda, kui substraadile on rakendatud kuni 5 kV alalisvoolu negatiivne pinge, substraadi ja tiigli vahele luuakse madalrõhuga gaaslahendusega plasmatsoon.Inertgaasi ioone kiirendab elektriväli ja need pommitavad substraadi pinda, puhastades nii töödeldava detaili pinda.Pärast selle puhastusprotsessi lõppu algab katmisprotsess kaetava materjali aurustamisega tiiglis.Aurustunud auruosakesed sisenevad plasmatsooni ja põrkuvad dissotsieerunud inertsete positiivsete ioonide ja elektronidega ning osa auruosakesi dissotsieeruvad ja pommitavad elektrivälja kiirenduse mõjul töödeldavat detaili ja kattepinda.Ioonplaadistamise protsessis ei toimu substraadile mitte ainult sadestumine, vaid ka positiivsete ioonide pihustamine, nii et õhukese kile saab moodustada ainult siis, kui sadestusefekt on suurem kui pihustusefekt.
Ioonkatmise protsess, mille käigus substraati pommitatakse alati suure energiaga ioonidega, on väga puhas ja sellel on mitmeid eeliseid võrreldes pihustus- ja aurustamiskatmisega.
(1) Tugev adhesioon, kattekiht ei kooru kergesti maha.
(a) Ioonkatmise protsessis kasutatakse suurt hulka hõõglahendusest tekkivaid suure energiaga osakesi, et tekitada aluspinna pinnal katoodne pihustusefekt, mis pihustatakse ja puhastatakse pinnale adsorbeerunud gaasi ja õli. substraadi pinna puhastamiseks kuni kogu katmisprotsessi lõpuni.
b) Katmise varases staadiumis eksisteerivad koos pihustamine ja sadestamine, mis võivad moodustada kile aluse liidesel komponentidest üleminekukihi või kilematerjali ja alusmaterjali segu, mida nimetatakse pseudodifusioonikihiks, mis võib tõhusalt parandada kile nakkuvust.
(2) Head ümbritsevad omadused.Üks põhjus on see, et kattematerjali aatomid ioniseeritakse kõrge rõhu all ja põrkuvad substraadini jõudmise käigus mitu korda gaasimolekulidega, nii et kattematerjali ioonid võivad substraadi ümber hajuda.Lisaks sadestuvad ioniseeritud kattematerjali aatomid põhimiku pinnale elektrivälja toimel, nii et kogu substraat sadestatakse õhukese kilega, kuid aurustuskattega ei saa seda efekti saavutada.
(3) Katte kõrge kvaliteet on tingitud kondensaadi pritsimisest, mis on põhjustatud ladestunud kile pidevast positiivsete ioonidega pommitamisest, mis parandab kattekihi tihedust.
(4) Metallilistele või mittemetallilistele materjalidele saab katta laia valikut kattematerjale ja substraate.
(5) Võrreldes keemilise aurustamise-sadestamisega (CVD) on sellel madalam substraadi temperatuur, tavaliselt alla 500 °C, kuid selle nakketugevus on täielikult võrreldav keemilise aurustamise-sadestamise kiledega.
(6) Kõrge sadestuskiirus, kiire kile moodustumine ja kilede paksus võib ulatuda kümnetest nanomeetritest mikroniteni.
Ioonkatte miinused on järgmised: kile paksust ei saa täpselt kontrollida;defektide kontsentratsioon on kõrge, kui on vaja peent katmist;ja katmise ajal satuvad pinnale gaasid, mis muudavad pinna omadusi.Mõnel juhul moodustuvad ka õõnsused ja tuumad (alla 1 nm).
Sadestumiskiiruse osas on ioonkatmine võrreldav aurustamismeetodiga.Kile kvaliteedi osas on ioonkattega toodetud kiled lähedased või paremad kui pihustamise teel valmistatud kiled.
Postitusaeg: nov-08-2022