Во время напыления зарождение и рост слоя пленки являются основой различных технологий ионного покрытия.
1. Нуклеация
Inтехнология вакуумного напыления, после того, как частицы слоя пленки испаряются из источника испарения в виде атомов, они летят непосредственно к заготовке в высоком вакууме и формируют слой пленки путем зарождения и роста на поверхности заготовки.При вакуумном испарении энергия атомов слоя пленки, вылетающих из источника испарения, составляет около 0,2 эВ.Когда сцепление между частицами пленочного слоя больше, чем сила связи между атомами пленочного слоя и заготовки, образуется островковое ядро.Атом одного слоя пленки остается на поверхности заготовки в течение некоторого времени, совершая неравномерное движение, диффузию, миграцию или столкновение с другими атомами, образуя атомные кластеры. Число атомов в атомном кластере достигает определенного критического значения, стабильное формируется ядро, называемое ядром гомогенной формы.
гладкая, содержит множество дефектов и ступеней, что обусловливает различие в силе адсорбции разных частей заготовки к радиоактивным атомам.Энергия адсорбции поверхности дефекта больше, чем у нормальной поверхности, поэтому она становится активным центром, что способствует преимущественному зародышеобразованию, называемому гетерогенным зародышеобразованием.Когда сила сцепления равна силе связи или сила связи между атомами мембраны и заготовкой больше, чем сила сцепления между атомами мембраны, формируется ламеллярная структура.В технологии ионного осаждения в большинстве случаев формируется островковое ядро.
2.Рост
Как только ядро пленки сформировано, оно продолжает расти, захватывая падающие атомы. Островки растут и объединяются друг с другом, образуя более крупные полусферы, постепенно формируя слой полусферических островков, который распространяется по поверхности заготовки.
Когда атомная энергия слоя пленки высока, он может достаточно диффундировать по поверхности, и может образовываться гладкая непрерывная пленка, когда последующие входящие атомные кластеры малы. Если диффузия атомов на поверхности слабая и размер осажденные кластеры большие, они существуют в виде больших полуостровных ядер. Верх островного ядра оказывает сильное затеняющее действие на вогнутую часть, то есть «теневой эффект». Проекция поверхности более способствует захвату последующих осажденных атомов. и предпочтительный рост, приводящий к увеличению степени вогнутости на поверхности с образованием конических или столбчатых кристаллов достаточного размера.Между коническими кристаллами образуются сквозные пустоты, и значение шероховатости поверхности увеличивается. Тонкая ткань может быть получена при высоком вакууме, с уменьшением степени вакуума микроструктура мембраны становится все толще и толще.
Время публикации: 24 мая 2023 г.