Huvudsärdraget hos vakuumindunstningsmetoden för avsättning av filmer är den höga avsättningshastigheten.Huvuddragen i sputtermetoden är det breda utbudet av tillgängliga filmmaterial och den goda likformigheten hos filmskiktet, men avsättningshastigheten är låg.Jonbeläggning är en metod som kombinerar dessa två processer.
Jonbeläggningsprincip och filmbildningsförhållanden
Arbetsprincipen för jonbeläggning visas på bilden.Vakuumkammaren pumpas till ett tryck under 10-4 Pa och fylls sedan med inert gas (t.ex. argon) till ett tryck på 0,1~1 Pa. Efter att en negativ likspänning på upp till 5 kV applicerats på substratet, lågtrycksgasglödurladdningsplasmazon upprättas mellan substratet och degeln.De inerta gasjonerna accelereras av det elektriska fältet och bombarderar ytan på substratet, vilket gör att arbetsstyckets yta rengörs.Efter att denna rengöringsprocess är avslutad, börjar beläggningsprocessen med förångningen av materialet som ska beläggas i degeln.De förångade ångpartiklarna kommer in i plasmazonen och kolliderar med de dissocierade inerta positiva jonerna och elektronerna, och några av ångpartiklarna dissocieras och bombarderar arbetsstycket och beläggningsytan under accelerationen av det elektriska fältet.I jonpläteringsprocessen sker inte bara avsättning utan även sputtering av positiva joner på substratet, så den tunna filmen kan endast bildas när avsättningseffekten är större än sputtereffekten.
Jonbeläggningsprocessen, där substratet alltid bombarderas med högenergijoner, är mycket ren och har ett antal fördelar jämfört med sputtering och förångningsbeläggning.
(1) Stark vidhäftning, beläggningsskiktet lossnar inte lätt.
(a) I jonbeläggningsprocessen används ett stort antal högenergipartiklar som genereras av glödurladdningen för att producera en katodisk sputtringseffekt på substratets yta, förstoftning och rengöring av gasen och oljan som adsorberas på ytan av substratet. substrat för att rena substratytan tills hela beläggningsprocessen är avslutad.
(b) I det tidiga skedet av beläggningen samexisterar sputtering och avsättning, vilket kan bilda ett övergångsskikt av komponenter vid gränsytan mellan filmbasen eller en blandning av filmmaterialet och basmaterialet, kallat "pseudo-diffusionsskikt", vilket effektivt kan förbättra filmens vidhäftningsförmåga.
(2) Bra omslutningsegenskaper.En anledning är att beläggningsmaterialets atomer joniseras under högt tryck och kolliderar med gasmolekyler flera gånger under processen att nå substratet, så att beläggningsmaterialets joner kan spridas runt substratet.Dessutom avsätts de joniserade beläggningsmaterialatomerna på ytan av substratet under inverkan av ett elektriskt fält, så hela substratet avsätts med en tunn film, men förångningsbeläggning kan inte uppnå denna effekt.
(3) Den höga kvaliteten på beläggningen beror på sputtering av kondensat orsakad av den konstanta bombarderingen av den avsatta filmen med positiva joner, vilket förbättrar beläggningsskiktets densitet.
(4) Ett brett urval av beläggningsmaterial och substrat kan beläggas på metalliska eller icke-metalliska material.
(5)Jämfört med kemisk ångavsättning (CVD) har den en lägre substrattemperatur, vanligtvis under 500°C, men dess vidhäftningsstyrka är helt jämförbar med kemisk ångavsättningsfilm.
(6) Hög avsättningshastighet, snabb filmbildning och kan belägga filmtjocklek från tiotals nanometer till mikron.
Nackdelarna med jonbeläggning är: filmens tjocklek kan inte kontrolleras exakt;koncentrationen av defekter är hög när finbeläggning krävs;och gaser kommer in i ytan under beläggningen, vilket kommer att förändra ytegenskaperna.I vissa fall bildas också kaviteter och kärnor (mindre än 1 nm).
När det gäller avsättningshastighet är jonbeläggning jämförbar med förångningsmetoden.När det gäller filmkvalitet är filmerna som produceras genom jonbeläggning nära eller bättre än de som framställts genom sputtering.
Posttid: 2022-nov-08