Pagrindinis vakuuminio garinimo metodo, skirto plėvelėms nusodinti, bruožas yra didelis nusodinimo greitis.Pagrindinis purškimo metodo bruožas yra platus turimų plėvelinių medžiagų asortimentas ir geras plėvelės sluoksnio vienodumas, tačiau nusodinimo greitis yra mažas.Jonų dengimas yra metodas, apjungiantis šiuos du procesus.
Joninės dangos principas ir plėvelės susidarymo sąlygos
Joninės dangos veikimo principas parodytas pav.Vakuuminė kamera pumpuojama iki mažesnio nei 10-4 Pa slėgio, o po to pripildoma inertinėmis dujomis (pvz., argonu) iki 0,1–1 Pa slėgio. Po to, kai ant pagrindo paleidžiama neigiama iki 5 kV nuolatinė įtampa, Žemo slėgio dujų švytėjimo išlydžio plazmos zona nustatoma tarp substrato ir tiglio.Inertinių dujų jonai yra pagreitinami elektrinio lauko ir bombarduoja pagrindo paviršių, taip nuvalydami ruošinio paviršių.Pasibaigus šiam valymo procesui, dengimo procesas prasideda dengiamai medžiagai išgarinant tiglyje.Išgarintos garų dalelės patenka į plazmos zoną ir susiduria su disocijuotais inertiniais teigiamais jonais ir elektronais, o kai kurios garų dalelės disocijuoja ir bombarduoja ruošinį bei dangos paviršių, veikiant elektrinio lauko pagreičiui.Jonų dengimo procese ant pagrindo vyksta ne tik nusodinimas, bet ir teigiamų jonų purškimas, todėl plona plėvelė gali susidaryti tik tada, kai nusėdimo efektas yra didesnis už purškimo efektą.
Jonų dengimo procesas, kurio metu substratas visada bombarduojamas didelės energijos jonais, yra labai švarus ir turi daug privalumų, palyginti su purškimo ir garinimo danga.
(1) Stiprus sukibimas, dangos sluoksnis lengvai nenulupamas.
a)Joninio dengimo procese naudojamas didelis kiekis didelės energijos dalelių, susidarančių dėl švytėjimo išlydžio, kad būtų sukurtas katodinis dulkinimo efektas ant pagrindo paviršiaus, išpurškiant ir išvalant ant paviršiaus adsorbuotas dujas ir alyvą. substrato, kad išvalytumėte pagrindo paviršių, kol bus baigtas visas dengimo procesas.
b) Ankstyvoje dengimo stadijoje kartu egzistuoja purškimas ir nusodinimas, o tai gali sudaryti pereinamąjį komponentų sluoksnį plėvelės pagrindo sąsajoje arba plėvelės medžiagos ir pagrindinės medžiagos mišinį, vadinamą „pseudodifuzijos sluoksniu“, kurios gali efektyviai pagerinti plėvelės sukibimą.
(2) Geros apvyniojimo savybės.Viena iš priežasčių yra ta, kad dangos medžiagos atomai yra jonizuojami esant aukštam slėgiui ir, pasiekdami substratą, kelis kartus susiduria su dujų molekulėmis, todėl dangos medžiagos jonai gali būti išsklaidyti aplink pagrindą.Be to, jonizuotos dangos medžiagos atomai nusėda ant pagrindo paviršiaus veikiant elektriniam laukui, todėl visas substratas nusėda plona plėvele, tačiau garinimo danga tokio efekto pasiekti negali.
(3) Aukštą dangos kokybę lemia kondensatų purškimas, kurį sukelia nuolatinis nusodintos plėvelės bombardavimas teigiamais jonais, o tai pagerina dangos sluoksnio tankį.
(4) Ant metalinių arba nemetalinių medžiagų galima dengti platų dangos medžiagų ir pagrindų pasirinkimą.
(5) Palyginti su cheminiu garų nusodinimu (CVD), jo substrato temperatūra yra žemesnė, paprastai žemesnė nei 500 °C, tačiau jo sukibimo stiprumas yra visiškai panašus į cheminių garų nusodinimo plėveles.
(6) Didelis nusodinimo greitis, greitas plėvelės susidarymas ir gali padengti plėvelių storį nuo dešimčių nanometrų iki mikronų.
Joninės dangos trūkumai: negalima tiksliai kontroliuoti plėvelės storio;defektų koncentracija didelė, kai reikia smulkios dangos;ir dengimo metu į paviršių pateks dujos, kurios pakeis paviršiaus savybes.Kai kuriais atvejais taip pat susidaro ertmės ir branduoliai (mažiau nei 1 nm).
Kalbant apie nusodinimo greitį, jonų danga yra panaši į išgarinimo metodą.Kalbant apie plėvelės kokybę, jonų dangos būdu pagamintos plėvelės yra artimos arba geresnės nei pagamintos purškiant.
Paskelbimo laikas: 2022-11-08