იონის საფარის ტექნოლოგია

ფილმების დეპონირების ვაკუუმური აორთქლების მეთოდის მთავარი მახასიათებელია დეპონირების მაღალი მაჩვენებელი.დაფქვის მეთოდის მთავარი მახასიათებელია ხელმისაწვდომი ფირის მასალების ფართო სპექტრი და ფილმის ფენის კარგი ერთგვაროვნება, მაგრამ დეპონირების მაჩვენებელი დაბალია.იონის საფარი არის მეთოდი, რომელიც აერთიანებს ამ ორ პროცესს.

იონის დაფარვის პრინციპი და ფირის ფორმირების პირობები
იონური საფარის მუშაობის პრინციპი ნაჩვენებია სურათზე.ვაკუუმური კამერა ტუმბოს 10-4 Pa-ზე დაბალ წნევაზე და შემდეგ ივსება ინერტული აირით (მაგ. არგონი) 0,1-1 Pa წნევამდე. მას შემდეგ, რაც სუბსტრატზე 5 კვ-მდე უარყოფითი DC ძაბვა იქნება, დაბალი წნევის გაზის კაშკაშა გამონადენი პლაზმური ზონა იქმნება სუბსტრატსა და ჭურჭელს შორის.ინერტული აირის იონები აჩქარებულია ელექტრული ველით და ბომბავს სუბსტრატის ზედაპირს, რითაც ასუფთავებს სამუშაო ნაწილის ზედაპირს.გაწმენდის პროცესის დასრულების შემდეგ, საფარის პროცესი იწყება ჭურჭელში დასაფენი მასალის აორთქლებით.აორთქლებული ორთქლის ნაწილაკები შედიან პლაზმის ზონაში და ეჯახებიან დისოცირებულ ინერტულ დადებით იონებსა და ელექტრონებს, ხოლო ორთქლის ზოგიერთი ნაწილაკი იშლება და ელექტრული ველის აჩქარებით ბომბავს სამუშაო ნაწილს და საფარის ზედაპირს.იონური დაფარვის პროცესში ხდება სუბსტრატზე არა მხოლოდ დეპონირება, არამედ პოზიტიური იონების დაღვრაც, ამიტომ თხელი ფილმი შეიძლება წარმოიქმნას მხოლოდ მაშინ, როდესაც დეპონირების ეფექტი აღემატება დაფქვის ეფექტს.

იონური საფარის პროცესი, რომლის დროსაც სუბსტრატი ყოველთვის დაბომბვა მაღალი ენერგიის იონებით, ძალიან სუფთაა და აქვს მთელი რიგი უპირატესობები დაფქვისა და აორთქლების საფართან შედარებით.

(1) ძლიერი წებოვნება, საფარის ფენა ადვილად არ იშლება.
(ა) იონური საფარის პროცესში, დიდი რაოდენობით მაღალი ენერგიის ნაწილაკები, რომლებიც წარმოიქმნება მბზინავი გამონადენით, გამოიყენება სუბსტრატის ზედაპირზე კათოდური დაფხვრის ეფექტის შესაქმნელად, ზედაპირზე ადსორბირებულ გაზსა და ზეთს. სუბსტრატი სუბსტრატის ზედაპირის გასაწმენდად მთელი საფარის პროცესის დასრულებამდე.
ბ) დაფარვის ადრეულ ეტაპზე თანაარსებობს დაფქვა და დეპონირება, რამაც შეიძლება შექმნას კომპონენტების გარდამავალი ფენა ფირის ბაზის ინტერფეისზე ან ფირის მასალისა და საბაზისო მასალის ნარევი, რომელსაც ეწოდება "ფსევდოდიფუზიური ფენა". რომელსაც შეუძლია ეფექტურად გააუმჯობესოს ფილმის ადჰეზიური მოქმედება.
(2) კარგი შეფუთვის თვისებები.ერთ-ერთი მიზეზი ის არის, რომ საფარი მასალის ატომები იონიზირებულია მაღალი წნევის ქვეშ და რამდენჯერმე ეჯახება გაზის მოლეკულებს სუბსტრატამდე მიღწევის პროცესში, ასე რომ, საფარი მასალის იონები შეიძლება გაიფანტოს სუბსტრატის გარშემო.გარდა ამისა, იონიზებული საფარის მასალის ატომები დეპონირდება სუბსტრატის ზედაპირზე ელექტრული ველის მოქმედებით, ამიტომ მთლიანი სუბსტრატი დეპონირებულია თხელი ფილმით, მაგრამ აორთქლების საფარი ამ ეფექტს ვერ აღწევს.
(3) დაფარვის მაღალი ხარისხი განპირობებულია კონდენსატების დაბინძურებით, რომელიც გამოწვეულია დეპონირებული ფირის მუდმივი დაბომბვით დადებითი იონებით, რაც აუმჯობესებს საფარის ფენის სიმკვრივეს.
(4) საფარის მასალებისა და სუბსტრატების ფართო არჩევანი შეიძლება იყოს დაფარული მეტალის ან არამეტალის მასალებზე.
(5) ქიმიური ორთქლის დეპონირებასთან (CVD) შედარებით, მას აქვს სუბსტრატის დაბალი ტემპერატურა, როგორც წესი, 500°C-ზე დაბალი, მაგრამ მისი გადაბმის სიძლიერე სრულად შედარებულია ქიმიური ორთქლის დეპონირების ფილმებთან.
(6) დეპონირების მაღალი სიჩქარე, ფილმის სწრაფი ფორმირება და შეუძლია ფილმების სისქე ათობით ნანომეტრიდან მიკრონამდე დაფაროს.

იონური საფარის უარყოფითი მხარეა: ფირის სისქის ზუსტად კონტროლი შეუძლებელია;დეფექტების კონცენტრაცია მაღალია, როდესაც საჭიროა თხელი საფარი;და საფარის დროს ზედაპირზე შევლენ გაზები, რაც შეცვლის ზედაპირის თვისებებს.ზოგიერთ შემთხვევაში, ასევე წარმოიქმნება ღრუები და ბირთვები (1 ნმ-ზე ნაკლები).

რაც შეეხება დეპონირების სიჩქარეს, იონური საფარი შედარებულია აორთქლების მეთოდთან.რაც შეეხება ფირის ხარისხს, იონური საფარით წარმოებული ფილმები ახლოს არის ან უკეთესია, ვიდრე დაფქვით მომზადებული.