Вакуум ууршуулах аргын гол онцлог нь хальсыг буулгах өндөр хурдтай байдаг.Шүрших аргын гол онцлог нь хальсан материалын өргөн хүрээ, хальсны давхаргын жигд жигд байдал боловч тунадасны хурд бага байдаг.Ион бүрэх нь эдгээр хоёр процессыг хослуулсан арга юм.
Ион бүрэх зарчим ба хальс үүсэх нөхцөл
Ион бүрэх ажлын зарчмыг Зураг дээр үзүүлэв.Вакуум камерыг 10-4 Па-аас доош даралтанд шахаж, дараа нь инертийн хий (жишээ нь аргон) -аар 0.1 ~ 1 Па даралт хүртэл дүүргэнэ. 5 кВ хүртэлх сөрөг тогтмол гүйдлийн хүчдэлийг субстратад хэрэглэсний дараа а субстрат ба тигелийн хооронд нам даралтын хийн гэрэлтэх плазмын бүсийг тогтооно.Инерцийн хийн ионууд нь цахилгаан талбайн нөлөөгөөр хурдасч, субстратын гадаргууг бөмбөгддөг тул ажлын хэсгийн гадаргууг цэвэрлэнэ.Энэхүү цэвэрлэх үйл явц дууссаны дараа бүрэх үйл явц нь тигль дотор бүрэх материалыг ууршуулж эхэлдэг.Ууршсан уурын тоосонцор нь плазмын бүсэд нэвтэрч, салсан идэвхгүй эерэг ион ба электронуудтай мөргөлддөг ба зарим уурын хэсгүүд нь салж, цахилгаан талбайн хурдатгалын дор ажлын хэсэг болон бүрэх гадаргууг бөмбөгддөг.Ион бүрэх процесст субстрат дээр зөвхөн эерэг ионууд хуримтлагдахаас гадна цацрах нь явагддаг тул тунадасны нөлөө нь шүрших нөлөөллөөс их байх үед л нимгэн хальс үүсдэг.
Субстратыг өндөр энергитэй ионоор байнга бөмбөгддөг ион бүрэх процесс нь маш цэвэрхэн бөгөөд цацах, ууршуулах бүрээстэй харьцуулахад хэд хэдэн давуу талтай байдаг.
(1) Хүчтэй наалддаг, бүрэх давхарга нь амархан хугардаггүй.
(a) Ион бүрэх процесст гялалзах ялгаралтаас үүссэн олон тооны өндөр энергитэй тоосонцорыг субстратын гадаргуу дээр катод цацах нөлөө үзүүлж, гадаргуу дээр шингэсэн хий, тосыг цацаж, цэвэрлэхэд ашигладаг. Бүх бүрэх процесс дуусах хүртэл субстратын гадаргууг цэвэршүүлэх субстрат.
(б) Бүрхүүлгийн эхний үе шатанд шүрших, тунадас зэрэгцэн оршдог бөгөөд энэ нь хальсны суурийн интерфэйс дээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн шилжилтийн давхарга эсвэл хальс материал ба үндсэн материалын холимогийг "псевдо диффузийн давхарга" гэж нэрлэдэг. Энэ нь киноны наалдамхай чанарыг үр дүнтэй сайжруулж чадна.
(2) Сайн ороосон шинж чанарууд.Үүний нэг шалтгаан нь бүрэх материалын атомууд нь өндөр даралтын дор ионжиж, субстрат руу хүрэх явцад хийн молекулуудтай хэд хэдэн удаа мөргөлддөг тул бүрэх материалын ионууд нь субстратын эргэн тойронд тархах боломжтой байдаг.Нэмж дурдахад цахилгаан талбайн нөлөөн дор ионжуулсан бүрэх материалын атомууд нь субстратын гадаргуу дээр хуримтлагддаг тул бүх субстрат нь нимгэн хальсан бүрхүүлтэй байдаг боловч ууршилтын бүрээс нь ийм үр дүнд хүрч чадахгүй.
(3) Бүрхүүлгийн өндөр чанар нь хуримтлагдсан хальсыг эерэг ионоор байнга бөмбөгдсөний улмаас үүссэн конденсатыг цацаж, бүрэх давхаргын нягтыг сайжруулдагтай холбоотой.
(4) Өргөн сонголттой бүрэх материал ба субстратыг металл болон металл бус материалаар бүрж болно.
(5) Химийн уурын хуримтлал (CVD) -тэй харьцуулахад энэ нь ихэвчлэн 500 ° C-аас бага субстратын температуртай боловч түүний наалдамхай бат бэх нь химийн уурын хуримтлалтай бүрэн харьцуулж болно.
(6) Өндөр хуримтлуулах хурд, хурдан хальс үүсгэх, хэдэн арван нанометрээс микрон хүртэл зузаантай хальсыг бүрэх боломжтой.
Ионы бүрээсийн сул талууд нь: хальсны зузааныг нарийн хянах боломжгүй;нарийн бүрэх шаардлагатай үед согогийн агууламж өндөр байдаг;бүрэх явцад гадаргуу руу хий орох бөгөөд энэ нь гадаргуугийн шинж чанарыг өөрчилнө.Зарим тохиолдолд хөндий ба бөөм (1 нм-ээс бага) үүсдэг.
Туналтын хурдны хувьд ионы бүрээсийг ууршуулах аргатай харьцуулж болно.Киноны чанарын хувьд ионоор бүрсэн хальс нь шүршиж бэлтгэсэн хальстай ойролцоо буюу илүү сайн байдаг.
Шуудангийн цаг: 2022 оны 11-р сарын 08-ны өдөр