Fitur utama dari metode penguapan vakum untuk menyimpan film adalah tingkat pengendapan yang tinggi.Fitur utama dari metode sputtering adalah berbagai bahan film yang tersedia dan keseragaman lapisan film yang baik, tetapi laju deposisi rendah.Pelapisan ion adalah metode yang menggabungkan kedua proses ini.
Prinsip pelapisan ion dan kondisi pembentukan film
Prinsip kerja pelapisan ion ditunjukkan pada Gambar.Ruang vakum dipompa ke tekanan di bawah 10-4 Pa, dan kemudian diisi dengan gas inert (misalnya argon) ke tekanan 0,1~1 Pa. Setelah tegangan DC negatif hingga 5 kV diterapkan ke substrat, a Zona plasma pelepasan cahaya gas bertekanan rendah dibuat antara substrat dan wadah.Ion gas inert dipercepat oleh medan listrik dan membombardir permukaan substrat, sehingga membersihkan permukaan benda kerja.Setelah proses pembersihan ini selesai, proses pelapisan dimulai dengan penguapan bahan yang akan dilapisi di dalam krus.Partikel uap yang menguap memasuki zona plasma dan bertabrakan dengan ion dan elektron inert yang terdisosiasi, dan beberapa partikel uap terdisosiasi dan membombardir benda kerja dan permukaan pelapis di bawah percepatan medan listrik.Pada proses pelapisan ion, tidak hanya terjadi pengendapan tetapi juga terjadi sputtering ion positif pada substrat, sehingga lapisan tipis hanya dapat terbentuk bila efek pengendapan lebih besar daripada efek sputtering.
Proses pelapisan ion, di mana substrat selalu dibombardir dengan ion berenergi tinggi, sangat bersih dan memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan pelapisan sputtering dan evaporasi.
(1) Adhesi yang kuat, lapisan pelapis tidak mudah terkelupas.
(a) Dalam proses pelapisan ion, sejumlah besar partikel berenergi tinggi yang dihasilkan oleh pelepasan pijar digunakan untuk menghasilkan efek sputtering katodik pada permukaan substrat, memercikkan dan membersihkan gas dan minyak yang teradsorpsi pada permukaan bahan. substrat untuk memurnikan permukaan substrat sampai seluruh proses pelapisan selesai.
(b) Pada tahap awal pelapisan, sputtering dan deposisi berdampingan, yang dapat membentuk lapisan transisi komponen pada antarmuka dasar film atau campuran bahan film dan bahan dasar, yang disebut "lapisan difusi semu", yang secara efektif dapat meningkatkan kinerja adhesi film.
(2) Sifat pembungkus yang baik.Salah satu alasannya adalah atom bahan pelapis terionisasi di bawah tekanan tinggi dan bertabrakan dengan molekul gas beberapa kali selama proses mencapai substrat, sehingga ion bahan pelapis dapat tersebar di sekitar substrat.Selain itu, atom bahan pelapis terionisasi diendapkan pada permukaan substrat di bawah aksi medan listrik, sehingga seluruh substrat diendapkan dengan film tipis, tetapi lapisan penguapan tidak dapat mencapai efek ini.
(3) Kualitas pelapisan yang tinggi disebabkan oleh sputtering kondensat yang disebabkan oleh pengeboman terus-menerus dari film yang diendapkan dengan ion positif, yang meningkatkan kerapatan lapisan pelapis.
(4) Berbagai pilihan bahan pelapis dan substrat dapat dilapisi pada bahan logam atau non-logam.
(5) Dibandingkan dengan deposisi uap kimia (CVD), ia memiliki suhu substrat yang lebih rendah, biasanya di bawah 500°C, tetapi kekuatan rekatnya sebanding sepenuhnya dengan film deposisi uap kimia.
(6) Laju pengendapan tinggi, pembentukan film cepat, dan dapat melapisi ketebalan film dari puluhan nanometer hingga mikron.
Kerugian dari pelapisan ion adalah: ketebalan film tidak dapat dikontrol dengan tepat;konsentrasi cacat tinggi ketika diperlukan pelapisan halus;dan gas akan memasuki permukaan selama pelapisan, yang akan mengubah sifat permukaan.Dalam beberapa kasus, rongga dan inti (kurang dari 1 nm) juga terbentuk.
Adapun tingkat pengendapan, pelapisan ion sebanding dengan metode penguapan.Adapun kualitas film, film yang dihasilkan oleh pelapisan ion mendekati atau lebih baik daripada yang dibuat dengan sputtering.
Waktu posting: Nov-08-2022