Wenn mit der Ablagerung von Membranatomen begonnen wird, hat der Ionenbeschuss folgende Auswirkungen auf die Membran-/Substrat-Grenzfläche.
(1) Physikalische Vermischung. Durch die Injektion hochenergetischer Ionen, das Zerstäuben abgeschiedener Atome, den Rückstoß von Oberflächenatomen und das Kaskadenkollisionsphänomen kommt es im oberflächennahen Bereich der Membran-Basis-Grenzfläche zwischen Substrat- und Membranelementen zu einer nicht-diffusionsfähigen Vermischung. Dieser Vermischungseffekt begünstigt die Bildung einer „Pseudodiffusionsschicht“ an der Membran-Basis-Grenzfläche, d. h. einer Übergangsschicht mit einer Dicke von bis zu einigen Mikrometern. In dieser Schicht können sogar neue Phasen entstehen. Dies trägt wesentlich zur Verbesserung der Haftfestigkeit der Membran-Basis-Grenzfläche bei.
(2) Verstärkte Diffusion. Die hohe Defektkonzentration im oberflächennahen Bereich und die hohe Temperatur erhöhen die Diffusionsrate. Da die Oberfläche einen Punktdefekt aufweist, neigen kleine Ionen dazu, die Oberfläche abzulenken. Ionenbeschuss verstärkt diese Oberflächenablenkung zusätzlich und fördert die gegenseitige Diffusion von abgeschiedenen und Substratatomen.
(3) Verbesserter Nukleationsmodus. Die Eigenschaften der auf der Substratoberfläche kondensierten Atome werden durch ihre Oberflächenwechselwirkung und ihre Migrationseigenschaften auf der Oberfläche bestimmt. Besteht keine starke Wechselwirkung zwischen dem kondensierten Atom und der Substratoberfläche, diffundiert das Atom auf der Oberfläche, bis es an einer energiereichen Position nukleiert oder mit anderen diffundierenden Atomen kollidiert. Dieser Nukleationsmodus wird als nicht-reaktive Nukleation bezeichnet. Obwohl ursprünglich ein nicht-reaktiver Nukleationsmodus vorliegt, kann durch Ionenbeschuss der Substratoberfläche die Bildung von Defekten und damit die Erhöhung der Nukleationsdichte verstärkt werden, was die Bildung eines diffusionsreaktiven Nukleationsmodus begünstigt.
(4) Bevorzugte Entfernung lose gebundener Atome. Das Herauslösen von Oberflächenatomen wird durch den lokalen Bindungszustand bestimmt, und ein Ionenbeschuss der Oberfläche führt eher zum Herauslösen lose gebundener Atome. Dieser Effekt ist bei der Bildung diffusionsreaktiver Grenzflächen stärker ausgeprägt.
(5) Verbesserung der Oberflächenbedeckung und Verbesserung der Beschichtungsbypass-Funktion. Durch den hohen Arbeitsgasdruck beim Ionenplattieren kollidieren verdampfte oder gesputterte Atome mit Gasatomen, wodurch die Streuung verbessert wird und eine gute Beschichtungshaftung erreicht wird.
–Dieser Artikel wurde veröffentlicht vonHersteller von VakuumbeschichtungsanlagenGuangdong Zhenhua
Veröffentlichungszeit: 09.12.2023