Glavna značajka metode vakuumskog isparavanja za taloženje filmova je visoka brzina taloženja.Glavna značajka metode raspršivanja je širok raspon dostupnih filmskih materijala i dobra ujednačenost sloja filma, ali je brzina taloženja niska.Ionska prevlaka je metoda koja kombinira ova dva procesa.
Princip ionske prevlake i uvjeti stvaranja filma
Princip rada ionskog premaza prikazan je na slici.Vakuumska komora se pumpa do tlaka ispod 10-4 Pa, a zatim se puni inertnim plinom (npr. argonom) do tlaka od 0,1~1 Pa. Nakon što se negativni istosmjerni napon od do 5 kV primijeni na podlogu, između podloge i lončića uspostavlja se zona plazme tinjajućeg pražnjenja u plinu niskog tlaka.Ioni inertnog plina se ubrzavaju električnim poljem i bombardiraju površinu podloge, čisteći tako površinu izratka.Nakon što je ovaj proces čišćenja završen, proces premazivanja počinje isparavanjem materijala koji se premazuje u lončiću.Isparene čestice pare ulaze u zonu plazme i sudaraju se s disociranim inertnim pozitivnim ionima i elektronima, a neke od čestica pare se odvajaju i bombardiraju izradak i površinu premaza pod ubrzanjem električnog polja.U procesu ionskog nanošenja ne dolazi samo do taloženja, već i do raspršivanja pozitivnih iona na podlogu, tako da se tanki film može formirati samo kada je učinak taloženja veći od učinka raspršivanja.
Proces ionskog premazivanja, u kojem se supstrat uvijek bombardira ionima visoke energije, vrlo je čist i ima niz prednosti u usporedbi s raspršivanjem i premazom isparavanjem.
(1) Snažno prianjanje, sloj premaza se ne skida lako.
(a) U procesu ionskog premazivanja, veliki broj visokoenergetskih čestica generiranih tinjajućim pražnjenjem koristi se za stvaranje efekta katodnog raspršivanja na površini supstrata, prskanja i čišćenja plina i ulja adsorbiranih na površini supstrata. supstrat za pročišćavanje površine supstrata dok se cijeli proces premazivanja ne završi.
(b) U ranoj fazi presvlačenja, prskanje i taloženje postoje zajedno, što može formirati prijelazni sloj komponenata na sučelju podloge filma ili mješavinu materijala filma i osnovnog materijala, nazvan "pseudo-difuzijski sloj", koji može učinkovito poboljšati performanse prianjanja filma.
(2) Dobra svojstva omotavanja.Jedan od razloga je taj što su atomi materijala za oblaganje ionizirani pod visokim tlakom i sudaraju se s molekulama plina nekoliko puta tijekom procesa dosezanja supstrata, tako da se ioni materijala za oblaganje mogu raspršiti po supstratu.Osim toga, atomi ioniziranog materijala premaza talože se na površini supstrata pod djelovanjem električnog polja, tako da je cijeli supstrat taložen s tankim filmom, ali premazom isparavanjem se ne može postići taj učinak.
(3) Visoka kvaliteta premaza rezultat je raspršivanja kondenzata uzrokovanog stalnim bombardiranjem nataloženog filma pozitivnim ionima, što poboljšava gustoću sloja premaza.
(4) Širok izbor materijala za premazivanje i podloga može se premazati na metalne ili nemetalne materijale.
(5) U usporedbi s kemijskim taloženjem iz pare (CVD), ima nižu temperaturu podloge, obično ispod 500°C, ali je njegova čvrstoća prianjanja u potpunosti usporediva s filmovima za kemijsko taloženje iz pare.
(6) Visoka stopa taloženja, brzo stvaranje filma i može premazati debljinu filmova od desetaka nanometara do mikrona.
Nedostaci ionske prevlake su: debljina filma ne može se precizno kontrolirati;koncentracija nedostataka je visoka kada je potrebno fino premazivanje;a tijekom premazivanja na površinu će ući plinovi koji će promijeniti svojstva površine.U nekim slučajevima također se stvaraju šupljine i jezgre (manje od 1 nm).
Što se tiče brzine taloženja, ionsko oblaganje je usporedivo s metodom isparavanja.Što se tiče kvalitete filma, filmovi proizvedeni ionskim premazom su slični ili bolji od onih pripremljenih raspršivanjem.
Vrijeme objave: 8. studenog 2022