A caratteristica principale di u metudu d'evaporazione à u vacuum per deposità filmi hè l'alta velocità di deposizione. A caratteristica principale di u metudu di sputtering hè a vasta gamma di materiali di film dispunibili è a bona uniformità di u stratu di film, ma a velocità di deposizione hè bassa. U rivestimentu ionicu hè un metudu chì combina questi dui prucessi.
Principiu di rivestimentu ionicu è cundizioni di furmazione di film
U principiu di funziunamentu di u rivestimentu ionicu hè mostratu in a figura. A camera à vuoto hè pompata à una pressione inferiore à 10-4 Pa, è dopu piena di gas inerte (per esempiu argon) à una pressione di 0,1 ~ 1 Pa. Dopu chì una tensione CC negativa finu à 5 kV hè applicata à u sustratu, una zona di plasma di scarica luminescente di gas à bassa pressione hè stabilita trà u sustratu è u crogiolu. L'ioni di gas inerte sò accelerati da u campu elettricu è bombardanu a superficia di u sustratu, pulendu cusì a superficia di a pezza. Dopu chì stu prucessu di pulizia hè cumpletatu, u prucessu di rivestimentu principia cù a vaporizazione di u materiale da rivestisce in u crogiolu. E particelle di vapore vaporizzate entranu in a zona di plasma è si scontranu cù l'ioni pusitivi inerti dissociati è l'elettroni, è alcune di e particelle di vapore sò dissociate è bombardanu a pezza è a superficia di rivestimentu sottu l'accelerazione di u campu elettricu. In u prucessu di placcatura ionica, ùn ci hè micca solu deposizione ma ancu sputtering di ioni pusitivi nantu à u sustratu, dunque u film sottile pò esse furmatu solu quandu l'effettu di deposizione hè più grande di l'effettu di sputtering.
U prucessu di rivestimentu ionicu, in u quale u sustratu hè sempre bombardatu cù ioni d'alta energia, hè assai pulitu è hà una quantità di vantaghji paragunatu à u rivestimentu per sputtering è evaporazione.
(1) Forte adesione, u stratu di rivestimentu ùn si stacca micca facilmente.
(a) In u prucessu di rivestimentu ionicu, un gran numeru di particelle d'alta energia generate da a scarica luminosa sò aduprate per pruduce un effettu di sputtering catodicu nantu à a superficia di u sustratu, sputtering è pulizia di u gasu è di l'oliu adsorbiti nantu à a superficia di u sustratu per purificà a superficia di u sustratu finu à chì tuttu u prucessu di rivestimentu hè cumpletatu.
(b) À a prima fase di u rivestimentu, a sputtering è a deposizione coesistenu, chì ponu furmà un stratu di transizione di cumpunenti à l'interfaccia di a basa di u film o una mistura di u materiale di u film è di u materiale di basa, chjamata "stratu di pseudo-diffusione", chì pò migliurà efficacemente e prestazioni di adesione di u film.
(2) Bone proprietà avvolgenti. Una ragione hè chì l'atomi di u materiale di rivestimentu sò ionizzati sottu alta pressione è si scontranu cù e molecule di gas parechje volte durante u prucessu di ghjunghje à u sustratu, in modu chì l'ioni di u materiale di rivestimentu ponu esse spargugliati intornu à u sustratu. Inoltre, l'atomi di u materiale di rivestimentu ionizzati sò depositati nantu à a superficia di u sustratu sottu l'azione di u campu elettricu, cusì tuttu u sustratu hè depositatu cù una pellicola fina, ma u rivestimentu per evaporazione ùn pò micca ottene questu effettu.
(3) L'alta qualità di u rivestimentu hè dovuta à a sputtering di condensati causata da u bumbardamentu custante di u film depositatu cù ioni pusitivi, chì migliora a densità di u stratu di rivestimentu.
(4) Una larga selezzione di materiali di rivestimentu è substrati pò esse rivestita nantu à materiali metallichi o non metallichi.
(5) In paragone cù a deposizione chimica di vapore (CVD), hà una temperatura di u substratu più bassa, tipicamente sottu à 500 °C, ma a so forza di adesione hè cumpletamente paragunabile à i filmi di deposizione chimica di vapore.
(6) Alta velocità di deposizione, furmazione rapida di film, è puderia rivestisce u spessore di i filmi da decine di nanometri à micron.
I svantaghji di u rivestimentu ionicu sò: u spessore di u film ùn pò esse cuntrullatu precisamente; a cuncentrazione di difetti hè alta quandu hè necessariu un rivestimentu finu; è i gasi entreranu in a superficia durante u rivestimentu, ciò chì cambierà e proprietà di a superficia. In certi casi, si formanu ancu cavità è nuclei (menu di 1 nm).
In quantu à a velocità di deposizione, u rivestimentu ionicu hè paragunabile à u metudu di evaporazione. In quantu à a qualità di u filmu, i filmi prudutti da u rivestimentu ionicu sò vicini o megliu cà quelli preparati per sputtering.
Data di publicazione: 8 di nuvembre di u 2022