La ĉefa trajto de la vakua vaporiga metodo por deponi filmojn estas la alta depona rapideco. La ĉefa trajto de la ŝprucmetodo estas la vasta gamo de haveblaj filmmaterialoj kaj la bona homogeneco de la filmtavolo, sed la depona rapideco estas malalta. Jona tegaĵo estas metodo, kiu kombinas ĉi tiujn du procezojn.
Principo de jona tegaĵo kaj kondiĉoj de filmformado
La funkciprincipo de jona tegaĵo estas montrita en la bildo. La vakua ĉambro estas pumpita ĝis premo sub 10⁻⁴ Pa, kaj poste plenigita per inerta gaso (ekz. argono) ĝis premo de 0,1~1 Pa. Post kiam negativa kontinua tensio ĝis 5 kV estas aplikita al la substrato, malaltprema gasa ardomalŝarĝa plasmozono estas establita inter la substrato kaj la krisolo. La inertaj gasjonoj estas akcelitaj de la elektra kampo kaj bombardas la surfacon de la substrato, tiel purigante la surfacon de la laborpeco. Post kiam ĉi tiu purigprocezo estas kompletigita, la tegaĵprocezo komenciĝas per la vaporigo de la materialo tegenda en la krisolo. La vaporigitaj vaporpartikloj eniras la plasmozonon kaj kolizias kun la disociigitaj inertaj pozitivaj jonoj kaj elektronoj, kaj iuj el la vaporpartikloj disociiĝas kaj bombardas la laborpecon kaj la tegaĵsurfacon sub la akcelo de la elektra kampo. En la jona tegaĵa procezo, okazas ne nur deponado sed ankaŭ ŝprucado de pozitivaj jonoj sur la substrato, do la maldika filmo povas formiĝi nur kiam la deponada efiko estas pli granda ol la ŝprucada efiko.
La jona tegaĵa procezo, en kiu la substrato estas ĉiam bombadata per alt-energiaj jonoj, estas tre pura kaj havas kelkajn avantaĝojn kompare kun ŝprucado kaj vaporiĝa tegaĵo.
(1) Forta adhero, la tegaĵo ne facile senŝeliĝas.
(a) En la jona tegaĵa procezo, granda nombro da alt-energiaj partikloj generitaj de la ardomalŝargo estas uzataj por produkti katodan ŝprucan efikon sur la surfaco de la substrato, ŝprucante kaj purigante la gason kaj oleon adsorbitajn sur la surfaco de la substrato por purigi la substratan surfacon ĝis la tuta tegaĵa procezo estas kompletigita.
(b) En la frua stadio de tegaĵo, ŝprucado kaj deponado kunekzistas, kiuj povas formi transiran tavolon de komponantoj ĉe la interfaco de la filmbazo aŭ miksaĵon de la filmmaterialo kaj la bazmaterialo, nomatan "pseŭdo-difuza tavolo", kiu povas efike plibonigi la adhero-efikecon de la filmo.
(2) Bonaj ĉirkaŭvolvaj ecoj. Unu kialo estas, ke la atomoj de la tegaĵmaterialo estas jonigitaj sub alta premo kaj kolizias kun gasmolekuloj plurfoje dum la procezo de atingado de la substrato, tiel ke la jonoj de la tegaĵmaterialo povas esti disigitaj ĉirkaŭ la substrato. Krome, la jonigitaj atomoj de la tegaĵmaterialo estas deponitaj sur la surfaco de la substrato sub la ago de elektra kampo, do la tuta substrato estas deponita kun maldika filmo, sed vaporiĝa tegaĵo ne povas atingi ĉi tiun efikon.
(3) La alta kvalito de la tegaĵo ŝuldiĝas al la ŝprucado de kondensaĵoj kaŭzita de la konstanta bombardo de la deponita filmo per pozitivaj jonoj, kiu plibonigas la densecon de la tegaĵtavolo.
(4) Vasta elekto de tegaĵmaterialoj kaj substratoj povas esti kovritaj sur metalaj aŭ nemetalaj materialoj.
(5) Kompare kun kemia vapora deponado (CVD), ĝi havas pli malaltan substratan temperaturon, tipe sub 500 °C, sed ĝia adherforto estas plene komparebla al kemiaj vaporaj deponadaj filmoj.
(6) Alta deponiĝofteco, rapida filmformado, kaj povus tegaĵdikeco de filmoj de dekoj da nanometroj ĝis mikrometroj.
La malavantaĝoj de jona tegaĵo estas: la dikeco de la filmo ne povas esti precize kontrolita; la koncentriĝo de difektoj estas alta kiam necesas fajna tegaĵo; kaj gasoj eniros la surfacon dum la tegaĵo, kio ŝanĝos la surfacajn ecojn. En iuj kazoj, ankaŭ kavaĵoj kaj nukleoj (malpli ol 1 nm) formiĝas.
Koncerne la deponan rapidecon, jona tegaĵo estas komparebla al la vaporiga metodo. Koncerne la filmkvaliton, la filmoj produktitaj per jona tegaĵo estas proksimaj al aŭ pli bonaj ol tiuj preparitaj per ŝprucado.
Afiŝtempo: 8-a de novembro 2022