Ioonbedekkingstegnologie

Die hoofkenmerk van die vakuumverdampingsmetode vir die neerlegging van films is die hoë neerleggingstempo. Die hoofkenmerk van die verstuiwingsmetode is die wye reeks beskikbare filmmateriale en die goeie eenvormigheid van die filmlaag, maar die neerleggingstempo is laag. Ioonbedekking is 'n metode wat hierdie twee prosesse kombineer.

Ioonbedekkingsbeginsel en filmvormingstoestande
Die werkbeginsel van ioonbedekking word in die prent getoon. Die vakuumkamer word gepomp tot 'n druk onder 10-4 Pa, en dan gevul met inerte gas (bv. argon) tot 'n druk van 0.1~1 Pa. Nadat 'n negatiewe GS-spanning van tot 5 kV op die substraat toegepas is, word 'n laedruk-gasgloei-ontladingsplasmasone tussen die substraat en die kroes geskep. Die inerte gasione word deur die elektriese veld versnel en bombardeer die oppervlak van die substraat, waardeur die oppervlak van die werkstuk skoongemaak word. Nadat hierdie skoonmaakproses voltooi is, begin die bedekkingsproses met die verdamping van die materiaal wat in die kroes bedek moet word. Die verdampte dampdeeltjies betree die plasmasone en bots met die gedissosieerde inerte positiewe ione en elektrone, en sommige van die dampdeeltjies word gedissosieer en bombardeer die werkstuk en die bedekkingsoppervlak onder die versnelling van die elektriese veld. In die ioonplateringsproses is daar nie net afsetting nie, maar ook verstuiwing van positiewe ione op die substraat, dus kan die dun film slegs gevorm word wanneer die afsettingseffek groter is as die verstuiwingseffek.

Die ioonbedekkingsproses, waarin die substraat altyd met hoë-energie-ione gebombardeer word, is baie skoon en het 'n aantal voordele in vergelyking met verstuiwing en verdampingsbedekking.

(1) Sterk adhesie, die deklaag skil nie maklik af nie.
(a) In die ioonbedekkingsproses word 'n groot aantal hoë-energie deeltjies wat deur die gloei-ontlading gegenereer word, gebruik om 'n katodiese sputtereffek op die oppervlak van die substraat te produseer, wat die gas en olie wat op die oppervlak van die substraat geadsorbeer is, sputter en skoonmaak om die substraatoppervlak te suiwer totdat die hele bedekkingsproses voltooi is.
(b) In die vroeë stadium van bedekking bestaan ​​​​verstuiwing en afsetting saam, wat 'n oorgangslaag van komponente by die koppelvlak van die filmbasis of 'n mengsel van die filmmateriaal en die basismateriaal, genaamd "pseudo-diffusielaag", kan vorm, wat die adhesieprestasie van die film effektief kan verbeter.
(2) Goeie omhul-eienskappe. Een rede is dat die atome van die bedekkingsmateriaal onder hoë druk geïoniseerd word en verskeie kere met gasmolekules bots tydens die proses om die substraat te bereik, sodat die ione van die bedekkingsmateriaal rondom die substraat versprei kan word. Daarbenewens word die geïoniseerde bedekkingsmateriaalatome onder die werking van 'n elektriese veld op die oppervlak van die substraat neergelê, sodat die hele substraat met 'n dun film neergelê word, maar verdampingsbedekking kan nie hierdie effek bereik nie.
(3) Die hoë gehalte van die deklaag is te danke aan die verstuiwing van kondensate wat veroorsaak word deur die konstante bombardement van die neergesette film met positiewe ione, wat die digtheid van die deklaag verbeter.
(4) 'n Wye verskeidenheid bedekkingsmateriale en substrate kan op metaal- of nie-metaalmateriale bedek word.
(5) In vergelyking met chemiese dampafsetting (CVD), het dit 'n laer substraattemperatuur, tipies onder 500°C, maar die adhesiesterkte daarvan is ten volle vergelykbaar met chemiese dampafsettingsfilms.
(6) Hoë afsettingstempo, vinnige filmvorming, en die dikte van die film kan wissel van tiene nanometers tot mikron.

Die nadele van ioonbedekking is: die dikte van die film kan nie presies beheer word nie; die konsentrasie van defekte is hoog wanneer fyn bedekking benodig word; en gasse sal die oppervlak binnedring tydens bedekking, wat die oppervlakeienskappe sal verander. In sommige gevalle word holtes en kerne (minder as 1 nm) ook gevorm.

Wat die afsettingstempo betref, is ioonbedekking vergelykbaar met die verdampingsmetode. Wat die filmkwaliteit betref, is die films wat deur ioonbedekking geproduseer word, naby aan of beter as dié wat deur verstuiwing voorberei word.