Glavna značilnost metode vakuumskega izparevanja za nanašanje filmov je visoka hitrost nanašanja.Glavna značilnost metode brizganja je široka paleta razpoložljivih filmskih materialov in dobra enakomernost filmske plasti, vendar je stopnja nanašanja nizka.Ionska prevleka je metoda, ki združuje ta dva procesa.
Princip ionske prevleke in pogoji nastajanja filma
Načelo delovanja ionske prevleke je prikazano na sliki.Vakuumsko komoro načrpamo do tlaka pod 10-4 Pa in nato napolnimo z inertnim plinom (npr. argonom) do tlaka 0,1~1 Pa. Ko se na substrat dovede negativna enosmerna napetost do 5 kV, se med substratom in lončkom se vzpostavi plazemsko območje nizkotlačne plinske žarilne razelektritve.Ione inertnega plina pospeši električno polje in bombardirajo površino podlage ter tako očistijo površino obdelovanca.Ko je ta postopek čiščenja končan, se začne postopek nanašanja premaza z uparjanjem materiala, ki ga je treba premazati, v lončku.Parni delci vstopijo v plazemsko cono in trčijo z disociiranimi inertnimi pozitivnimi ioni in elektroni, nekateri delci pare pa se disociirajo in bombardirajo obdelovanec in površino prevleke pod pospeškom električnega polja.V procesu ionskega nanosa ne pride le do nanašanja, ampak tudi do razprševanja pozitivnih ionov na substrat, tako da se lahko tanek film oblikuje le, če je učinek nanašanja večji od učinka razprševanja.
Postopek ionskega premazovanja, pri katerem je substrat vedno bombardiran z visokoenergijskimi ioni, je zelo čist in ima številne prednosti v primerjavi z naprševanjem in nanašanjem z izparevanjem.
(1) Močan oprijem, premazni sloj se ne odlušči zlahka.
(a) V postopku ionskega premazovanja se veliko število visokoenergijskih delcev, ki jih ustvari žareča razelektritev, uporabi za ustvarjanje učinka katodnega razprševanja na površini substrata, razprševanja in čiščenja plina in olja, adsorbiranega na površini podlage. substrat za čiščenje površine substrata, dokler ni končan celoten postopek premazovanja.
(b) V zgodnji fazi nanosa soobstajata razprševanje in nanašanje, ki lahko tvorita prehodno plast komponent na vmesniku filmske podlage ali mešanico filmskega materiala in osnovnega materiala, imenovano "psevdodifuzijska plast", ki lahko učinkovito izboljša učinkovitost oprijema filma.
(2) Dobre lastnosti ovijanja.Eden od razlogov je, da so atomi premaznega materiala ionizirani pod visokim pritiskom in med postopkom doseganja substrata večkrat trčijo ob molekule plina, tako da se lahko ioni premaznega materiala razpršijo po substratu.Poleg tega se atomi ioniziranega premaznega materiala nanesejo na površino podlage pod vplivom električnega polja, tako da je celotna podlaga odložena s tankim filmom, vendar naparjevalni premaz ne more doseči tega učinka.
(3) Visoka kakovost prevleke je posledica razprševanja kondenzatov, ki ga povzroča nenehno obstreljevanje nanesenega filma s pozitivnimi ioni, kar izboljša gostoto prevlečne plasti.
(4) Na kovinske ali nekovinske materiale je mogoče nanesti širok izbor premaznih materialov in podlag.
(5) V primerjavi s kemičnim naparjevanjem (CVD) ima nižjo temperaturo podlage, običajno pod 500 °C, vendar je njegova adhezijska trdnost povsem primerljiva s filmi za kemično naparjevanje.
(6) Visoka stopnja nanašanja, hitro nastajanje filma in lahko prevleka debeline filmov od deset nanometrov do mikronov.
Slabosti ionske prevleke so: debeline filma ni mogoče natančno nadzorovati;koncentracija napak je visoka, ko je potreben fini premaz;med nanosom premaza pa bodo na površino vstopili plini, kar bo spremenilo lastnosti površine.V nekaterih primerih nastanejo tudi votline in jedra (manj kot 1 nm).
Kar zadeva hitrost nanašanja, je ionska prevleka primerljiva z metodo izhlapevanja.Kar zadeva kakovost filma, so filmi, proizvedeni z ionsko prevleko, podobni ali boljši od filmov, pripravljenih z brizganjem.
Čas objave: Nov-08-2022