আয়ন আবরণ প্রযুক্তি

ফিল্ম জমা করার জন্য ভ্যাকুয়াম বাষ্পীভবন পদ্ধতির প্রধান বৈশিষ্ট্য হল উচ্চ জমার হার। স্পুটারিং পদ্ধতির প্রধান বৈশিষ্ট্য হল উপলব্ধ ফিল্ম উপকরণের বিস্তৃত পরিসর এবং ফিল্ম স্তরের ভাল অভিন্নতা, তবে জমার হার কম। আয়ন আবরণ এমন একটি পদ্ধতি যা এই দুটি প্রক্রিয়াকে একত্রিত করে।

আয়ন আবরণ নীতি এবং ফিল্ম গঠনের শর্তাবলী
আয়ন আবরণের কার্যনীতি ছবিতে দেখানো হয়েছে। ভ্যাকুয়াম চেম্বারটি 10-4 Pa এর নিচে চাপে পাম্প করা হয় এবং তারপর 0.1~1 Pa এর চাপে নিষ্ক্রিয় গ্যাস (যেমন আর্গন) দিয়ে পূর্ণ করা হয়। সাবস্ট্রেটে 5 kV পর্যন্ত নেতিবাচক DC ভোল্টেজ প্রয়োগ করার পরে, সাবস্ট্রেট এবং ক্রুসিবলের মধ্যে একটি নিম্নচাপ গ্যাস গ্লো ডিসচার্জ প্লাজমা জোন স্থাপন করা হয়। নিষ্ক্রিয় গ্যাস আয়নগুলি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দ্বারা ত্বরান্বিত হয় এবং সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠে বোমাবর্ষণ করে, এইভাবে ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠ পরিষ্কার করে। এই পরিষ্কার প্রক্রিয়া সম্পন্ন হওয়ার পরে, ক্রুসিবলে প্রলেপ দেওয়া উপাদানের বাষ্পীকরণের মাধ্যমে আবরণ প্রক্রিয়া শুরু হয়। বাষ্পীভূত বাষ্প কণাগুলি প্লাজমা জোনে প্রবেশ করে এবং বিচ্ছিন্ন জড় ধনাত্মক আয়ন এবং ইলেকট্রনের সাথে সংঘর্ষ করে এবং কিছু বাষ্প কণা বিচ্ছিন্ন হয়ে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ত্বরণের অধীনে ওয়ার্কপিস এবং আবরণ পৃষ্ঠে বোমাবর্ষণ করে। আয়ন প্রলেপ প্রক্রিয়ায়, কেবল জমাই হয় না বরং সাবস্ট্রেটে ধনাত্মক আয়নগুলির স্পুটারিংও হয়, তাই পাতলা ফিল্ম তখনই তৈরি হতে পারে যখন জমার প্রভাব স্পুটারিং প্রভাবের চেয়ে বেশি হয়।

আয়ন আবরণ প্রক্রিয়া, যেখানে সাবস্ট্রেট সর্বদা উচ্চ-শক্তি আয়ন দিয়ে বোমাবর্ষণ করা হয়, তা খুবই পরিষ্কার এবং স্পুটারিং এবং বাষ্পীভবন আবরণের তুলনায় এর অনেক সুবিধা রয়েছে।

(১) শক্তিশালী আনুগত্য, আবরণের স্তর সহজে খোসা ছাড়ে না।
(ক) আয়ন আবরণ প্রক্রিয়ায়, গ্লো ডিসচার্জ দ্বারা উৎপন্ন প্রচুর পরিমাণে উচ্চ-শক্তির কণা সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠে একটি ক্যাথোডিক স্পুটারিং প্রভাব তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠে শোষিত গ্যাস এবং তেল স্পুটারিং এবং পরিষ্কার করে সাবস্ট্রেট পৃষ্ঠকে বিশুদ্ধ করে যতক্ষণ না পুরো আবরণ প্রক্রিয়া সম্পন্ন হয়।
(খ) আবরণের প্রাথমিক পর্যায়ে, স্পুটারিং এবং ডিপোজিশন সহাবস্থান করে, যা ফিল্ম বেসের ইন্টারফেসে উপাদানগুলির একটি ট্রানজিশন স্তর তৈরি করতে পারে অথবা ফিল্ম উপাদান এবং বেস উপাদানের মিশ্রণ তৈরি করতে পারে, যাকে "ছদ্ম-প্রসারণ স্তর" বলা হয়, যা কার্যকরভাবে ফিল্মের আনুগত্য কর্মক্ষমতা উন্নত করতে পারে।
(২) ভালো মোড়ানোর বৈশিষ্ট্য। এর একটি কারণ হল আবরণ উপাদানের পরমাণুগুলি উচ্চ চাপে আয়নিত হয় এবং সাবস্ট্রেটে পৌঁছানোর প্রক্রিয়ার সময় বেশ কয়েকবার গ্যাসের অণুর সাথে সংঘর্ষ হয়, যাতে আবরণ উপাদানের আয়নগুলি সাবস্ট্রেটের চারপাশে ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকতে পারে। এছাড়াও, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়ায় আয়নিত আবরণ উপাদানের পরমাণুগুলি সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠে জমা হয়, যার ফলে পুরো সাবস্ট্রেটটি একটি পাতলা ফিল্ম দিয়ে জমা হয়, কিন্তু বাষ্পীভবন আবরণ এই প্রভাব অর্জন করতে পারে না।
(৩) আবরণের উচ্চ গুণমান জমা হওয়া ফিল্মের উপর ধনাত্মক আয়ন দিয়ে ক্রমাগত বোমাবর্ষণের ফলে ঘনীভূত পদার্থের ছিটানোর কারণে, যা আবরণ স্তরের ঘনত্ব উন্নত করে।
(৪) ধাতব বা অধাতু পদার্থের উপর বিস্তৃত আবরণ উপকরণ এবং স্তর প্রলেপ দেওয়া যেতে পারে।
(৫) রাসায়নিক বাষ্প জমার (CVD) তুলনায়, এর সাবস্ট্রেট তাপমাত্রা কম, সাধারণত ৫০০°C এর নিচে, তবে এর আনুগত্য শক্তি রাসায়নিক বাষ্প জমার ফিল্মের সাথে সম্পূর্ণ তুলনীয়।
(৬) উচ্চ জমার হার, দ্রুত ফিল্ম গঠন, এবং দশ ন্যানোমিটার থেকে মাইক্রন পর্যন্ত ফিল্মের পুরুত্বের আবরণ তৈরি করতে পারে।

আয়ন আবরণের অসুবিধাগুলি হল: ফিল্মের পুরুত্ব সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যায় না; সূক্ষ্ম আবরণের প্রয়োজন হলে ত্রুটির ঘনত্ব বেশি থাকে; এবং আবরণের সময় গ্যাসগুলি পৃষ্ঠে প্রবেশ করবে, যা পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলিকে পরিবর্তন করবে। কিছু ক্ষেত্রে, গহ্বর এবং নিউক্লিয়াস (1 এনএম এর কম)ও তৈরি হয়।

জমার হারের ক্ষেত্রে, আয়ন আবরণ বাষ্পীভবন পদ্ধতির সাথে তুলনীয়। ফিল্মের মানের ক্ষেত্রে, আয়ন আবরণ দ্বারা উত্পাদিত ফিল্মগুলি স্পুটারিং দ্বারা প্রস্তুত ফিল্মগুলির কাছাকাছি বা তার চেয়ে ভাল।