Асноўнай асаблівасцю метаду вакуумнага выпарэння для нанясення плёнак з'яўляецца высокая хуткасць нанясення. Асноўнай асаблівасцю метаду распылення з'яўляецца шырокі дыяпазон даступных плёнкавых матэрыялаў і добрая аднастайнасць пласта плёнкі, але хуткасць нанясення нізкая. Іённае пакрыццё - гэта метад, які спалучае гэтыя два працэсы.
Прынцып іённага пакрыцця і ўмовы ўтварэння плёнкі
Прынцып працы іённага пакрыцця паказаны на малюнку. Вакуумная камера нагнятаецца да ціску ніжэй за 10⁻⁴ Па, а затым запаўняецца інэртным газам (напрыклад, аргонам) да ціску 0,1~1 Па. Пасля падачы на падкладку адмоўнага пастаяннага напружання да 5 кВ паміж падкладкай і тыглям утвараецца зона плазмы тлеючага разраду нізкага ціску. Іоны інэртнага газу паскараюцца электрычным полем і бамбардзіруюць паверхню падкладкі, тым самым ачышчаючы паверхню дэталі. Пасля завяршэння гэтага працэсу ачысткі пачынаецца працэс нанясення пакрыцця з выпарэння матэрыялу, які пакрываецца, у тыглі. Часціцы выпарэння паступаюць у плазменную зону і сутыкаюцца з дысацыяванымі інертнымі станоўчымі іонамі і электронамі, прычым некаторыя часціцы пароў дысацыявуюцца і бамбардзіруюць дэталь і паверхню пакрыцця пад дзеяннем паскарэння электрычнага поля. У працэсе іённага пакрыцця адбываецца не толькі адкладванне, але і распыленне станоўчых іонаў на падкладку, таму тонкая плёнка можа ўтварыцца толькі тады, калі эфект адкладання перавышае эфект распылення.
Працэс іённага пакрыцця, пры якім падкладка заўсёды бамбардзіруецца высокаэнергетычнымі іонамі, вельмі чысты і мае шэраг пераваг у параўнанні з распыленнем і выпарэннем.
(1) Моцная адгезія, пласт пакрыцця не лёгка адслойваецца.
(a) У працэсе іённага пакрыцця вялікая колькасць высокаэнергетычных часціц, якія генеруюцца тлеючым разрадам, выкарыстоўваецца для стварэння эфекту катоднага распылення на паверхні падкладкі, распыляючы і ачышчаючы газ і алей, адсарбаваныя на паверхні падкладкі, для ачысткі паверхні падкладкі, пакуль увесь працэс пакрыцця не будзе завершаны.
(b) На ранняй стадыі нанясення пакрыцця распыленне і адкладанне суіснуюць, што можа ўтвараць пераходны пласт кампанентаў на мяжы паміж асновай плёнкі або сумесь матэрыялу плёнкі і асноўнага матэрыялу, якая называецца «псеўдадыфузійным пластом», што можа эфектыўна палепшыць адгезійныя характарыстыкі плёнкі.
(2) Добрыя ўласцівасці абгортвання. Адной з прычын з'яўляецца тое, што атамы матэрыялу пакрыцця іянізуюцца пад высокім ціскам і некалькі разоў сутыкаюцца з малекуламі газу падчас дасягнення падкладкі, так што іоны матэрыялу пакрыцця могуць рассейвацца па падкладцы. Акрамя таго, іянізаваныя атамы матэрыялу пакрыцця асядаюць на паверхні падкладкі пад дзеяннем электрычнага поля, таму ўся падкладка асядае тонкай плёнкай, але выпарэнне пакрыцця не можа дасягнуць гэтага эфекту.
(3) Высокая якасць пакрыцця абумоўлена распыленнем кандэнсатаў, выкліканым пастаяннай бамбардзіроўкай напыленай плёнкі станоўчымі іонамі, што паляпшае шчыльнасць пласта пакрыцця.
(4) На металічныя або неметалічныя матэрыялы можна наносіць шырокі выбар пакрывальных матэрыялаў і падкладак.
(5) У параўнанні з хімічным асаджэннем з паравой фазы (CVD), ён мае больш нізкую тэмпературу падкладкі, звычайна ніжэй за 500°C, але яго трываласць адгезіі цалкам параўнальная з плёнкамі хімічнага асаджэння з паравой фазы.
(6) Высокая хуткасць нанясення, хуткае ўтварэнне плёнкі і магчымасць пакрыцця плёнкамі таўшчынёй ад дзясяткаў нанаметраў да мікронаў.
Недахопы іённага пакрыцця: таўшчыня плёнкі не паддаецца дакладнаму кантролю; канцэнтрацыя дэфектаў высокая, калі патрабуецца тонкае пакрыццё; і газы будуць пранікаць у паверхню падчас пакрыцця, што зменіць яе ўласцівасці. У некаторых выпадках таксама ўтвараюцца поласці і зародкі (менш за 1 нм).
Што тычыцца хуткасці нанясення, іённае пакрыццё параўнальнае з метадам выпарвання. Што тычыцца якасці плёнкі, плёнкі, атрыманыя з дапамогай іённага пакрыцця, блізкія да тых, што атрыманы метадам распылення, або нават лепшыя.
Час публікацыі: 08 лістапада 2022 г.