Hlavnou črtou metódy vákuového naparovania na nanášanie filmov je vysoká rýchlosť nanášania.Hlavným znakom metódy naprašovania je široká škála dostupných filmových materiálov a dobrá rovnomernosť vrstvy filmu, ale rýchlosť nanášania je nízka.Iónové poťahovanie je metóda, ktorá kombinuje tieto dva procesy.
Princíp iónového povlaku a podmienky tvorby filmu
Princíp fungovania iónového povlaku je znázornený na obr.Vákuová komora sa čerpá na tlak pod 10-4 Pa a potom sa naplní inertným plynom (napr. argónom) na tlak 0,1~1 Pa. Po privedení záporného jednosmerného napätia do 5 kV na substrát sa Medzi substrátom a téglikom je vytvorená zóna nízkotlakového plynového žeravého výboja.Ióny inertného plynu sú urýchľované elektrickým poľom a bombardujú povrch substrátu, čím čistia povrch obrobku.Po dokončení tohto čistiaceho procesu začína proces poťahovania odparovaním materiálu, ktorý má byť potiahnutý, v tégliku.Častice odparenej pary vstupujú do plazmovej zóny a zrážajú sa s disociovanými inertnými kladnými iónmi a elektrónmi a niektoré častice pary sa disociujú a bombardujú obrobok a povrch povlaku pod zrýchlením elektrického poľa.V procese iónového pokovovania dochádza nielen k ukladaniu, ale aj k naprašovaniu kladných iónov na substrát, takže tenký film môže byť vytvorený iba vtedy, keď je účinok nanášania väčší ako účinok naprašovania.
Proces iónového poťahovania, pri ktorom je substrát vždy bombardovaný vysokoenergetickými iónmi, je veľmi čistý a má množstvo výhod v porovnaní s naprašovaním a naparovaním.
(1) Silná priľnavosť, vrstva náteru sa ľahko neodlupuje.
a) V procese iónového poťahovania sa veľké množstvo vysokoenergetických častíc generovaných žeravým výbojom používa na vytvorenie katódového rozprašovacieho efektu na povrchu substrátu, rozprašovania a čistenia plynu a oleja adsorbovaného na povrchu substrátu. substrát na čistenie povrchu substrátu, kým sa nedokončí celý proces nanášania.
b) V počiatočnom štádiu poťahovania koexistujú naprašovanie a nanášanie, ktoré môžu tvoriť prechodnú vrstvu komponentov na rozhraní filmového podkladu alebo zmes filmového materiálu a základného materiálu, nazývanú „pseudodifúzna vrstva“, čo môže účinne zlepšiť priľnavosť filmu.
(2) Dobré obalové vlastnosti.Jedným z dôvodov je, že atómy náterového materiálu sú ionizované pod vysokým tlakom a počas procesu dosahovania substrátu sa niekoľkokrát zrážajú s molekulami plynu, takže ióny náterového materiálu môžu byť rozptýlené okolo substrátu.Okrem toho sa atómy ionizovaného náterového materiálu ukladajú na povrch substrátu pôsobením elektrického poľa, takže celý substrát je nanesený s tenkým filmom, ale odparovací náter nemôže dosiahnuť tento efekt.
(3) Vysoká kvalita povlaku je spôsobená rozprašovaním kondenzátov spôsobeným neustálym bombardovaním naneseného filmu kladnými iónmi, čo zlepšuje hustotu povlakovej vrstvy.
(4) Na kovové alebo nekovové materiály je možné nanášať široký výber náterových materiálov a substrátov.
(5) V porovnaní s chemickým nanášaním pár (CVD) má nižšiu teplotu substrátu, zvyčajne pod 500 °C, ale jeho priľnavosť je plne porovnateľná s filmami na nanášanie z chemických pár.
(6) Vysoká rýchlosť nanášania, rýchla tvorba filmu a hrúbka povlaku filmov od desiatok nanometrov po mikróny.
Nevýhody iónového povlaku sú: hrúbka filmu sa nedá presne kontrolovať;koncentrácia defektov je vysoká, keď sa vyžaduje jemné potiahnutie;a plyny sa dostanú na povrch počas nanášania, čím sa zmenia vlastnosti povrchu.V niektorých prípadoch sa vytvárajú aj dutiny a jadrá (menej ako 1 nm).
Čo sa týka rýchlosti nanášania, iónové poťahovanie je porovnateľné s metódou odparovania.Čo sa týka kvality filmu, filmy vyrobené iónovým poťahovaním sú blízke alebo lepšie ako filmy pripravené naprašovaním.
Čas uverejnenia: 8. novembra 2022