تُعدّ تقنية الترسيب بمساعدة شعاع الأيونات تقنيةً تجمع بين حقن شعاع الأيونات وترسيب البخار، بالإضافة إلى تقنية معالجة الأسطح المركبة بالأيونات. في عملية تعديل أسطح المواد المحقونة بالأيونات، سواءً كانت مواد أشباه موصلات أو مواد هندسية، يُفضّل غالبًا أن يكون سُمك الطبقة المُعدّلة أكبر بكثير من سُمك طبقة الزرع الأيوني، مع الحفاظ على مزايا عملية الحقن الأيوني، مثل وجود سطح فاصل حاد بين الطبقة المُعدّلة والركيزة، وإمكانية معالجة قطعة العمل في درجة حرارة الغرفة، وغيرها. لذلك، ومن خلال دمج الزرع الأيوني مع تقنية الطلاء، تُحقن أيونات ذات طاقة مُحدّدة باستمرار في السطح الفاصل بين الفيلم والركيزة أثناء عملية الطلاء، وتختلط ذرات السطح الفاصل بمساعدة تصادمات متتالية، مُشكّلةً منطقة انتقالية لخلط الذرات بالقرب من السطح الفاصل الأولي لتحسين قوة الترابط بين الفيلم والركيزة. بعد ذلك، في منطقة خلط الذرات، يستمر الفيلم ذو السُمك والخصائص المطلوبة في النمو بمشاركة شعاع الأيونات.
يُطلق على هذا اسم الترسيب بمساعدة حزمة الأيونات (IBED)، والذي يحتفظ بخصائص عملية زرع الأيونات مع السماح بتغطية الركيزة بمادة رقيقة مختلفة تمامًا عن الركيزة.
يتميز الترسيب بمساعدة شعاع الأيونات بالمزايا التالية.
(1) بما أن الترسيب بمساعدة شعاع الأيونات يولد البلازما بدون تفريغ غازي، يمكن إجراء الطلاء عند ضغط أقل من 10-2 باسكال، مما يقلل من تلوث الغاز.
(2) تُعتبر معايير العملية الأساسية (طاقة الأيونات، وكثافة الأيونات) كهربائية. لا حاجة عمومًا للتحكم في تدفق الغاز أو غيره من المعايير غير الكهربائية، حيث يُمكن التحكم بسهولة في نمو طبقة الفيلم، وتعديل تركيبها وبنيتها، مما يضمن بسهولة تكرار العملية.
(3) يمكن طلاء سطح قطعة العمل بطبقة رقيقة تختلف تمامًا عن الركيزة، ولا يحد من سمكها طاقة أيونات القصف عند درجات حرارة منخفضة (أقل من 200 درجة مئوية). وهي مناسبة لمعالجة أسطح الأغشية الوظيفية المُطعّمة، والقوالب الدقيقة المُشكّلة على البارد، والفولاذ الإنشائي المُقسّى عند درجات حرارة منخفضة.
(4) إنها عملية غير متوازنة يتم التحكم فيها عند درجة حرارة الغرفة. ويمكن الحصول على أغشية وظيفية جديدة مثل الأطوار عالية الحرارة، والأطوار شبه المستقرة، والسبائك غير المتبلورة، وما إلى ذلك، عند درجة حرارة الغرفة.
من عيوب الترسيب بمساعدة شعاع الأيونات ما يلي:
(1) نظرًا لأن حزمة الأيونات لها خصائص إشعاع مباشر، فمن الصعب التعامل مع الشكل السطحي المعقد لقطعة العمل
(2) من الصعب التعامل مع قطع العمل واسعة النطاق وذات المساحة الكبيرة بسبب محدودية حجم تيار شعاع الأيونات.
(3) معدل الترسيب بمساعدة شعاع الأيون عادة ما يكون حوالي 1 نانومتر/ثانية، وهو مناسب لإعداد طبقات الأغشية الرقيقة، وغير مناسب لطلاء كميات كبيرة من المنتجات.
– نُشر هذا المقال بواسطةمصنع آلات الطلاء بالتفريغقوانغدونغ تشنهوا
تاريخ النشر: 16 نوفمبر 2023