Ontto katodi-ionipinnoitusprosessi on seuraava:
1. Laita leukaharkot romahduskohtaan.
2. Työkappaleen kiinnittäminen.
3. Kun paine on laskettu 5 × 10⁻⁸ Pa:iin, argonkaasua johdetaan pinnoituskammioon hopeaputkesta ja tyhjiötaso on noin 100 Pa.
4. Kytke bias-virta päälle.
5. Kun valokaari on kytketty päälle, ontto katodipurkaus syttyy. Hohtopurkaus syntyy nappiputkessa. Purkausjännite on 800–1000 V ja valokaaren syntyvirta 30–50 A. Hohtopurkauksen ontto katodivaikutuksen vuoksi hohtopurkauksen virrantiheys on korkea. Hopeaputken rotti-ionien suuri tiheys pommittaa etuputken seinämää. Putken seinämä lämpenee nopeasti elektronien virtausta varten. Purkaustila muuttuu äkillisesti hohtopurkauksesta valokaaripurkaukseksi. Jännite on 40–70 V ja virta 80–300 A. Hopeaputken lämpötila saavuttaa yli 2300 K. Hehkuva putki lähettää putkesta tiheän valokaarielektronivirran, joka sinkoutuu anodille.
6. Tyhjiötason säätö. Onttokatodipistoolin hehkupurkauksen tyhjiötaso on noin 100 Pa ja pinnoituksen tyhjiöaste on 8 × 10⁻¹ ~ 2 Pa. Siksi, kun valokaaripurkaus on syttynyt, vähennä tulevaa argonkaasua mahdollisimman pian ja säädä tyhjiötaso pinnoitukseen sopivalle alueelle.
7. Titaanilla päällystetty pohjakerros. Elektronien virtaus anodisesti romahtaneelle Chin-metalliharkolle, kineettisen energian muuntaminen lämpöenergiaksi, Chin-metallin haihtuminen kuumentamalla, höyryatomit saavuttavat työkappaleen muodostaen titaanikalvon.
8. TiN:n kerrostuminen. Typpikaasua syötetään pinnoituskammioon, typpikaasu ja haihtuneet atomit ionisoituvat typpi- ja titaani-ioneiksi. Upokkaan yläpuolella titaanihöyryatomien epäelastisten törmäysten todennäköisyys tiheiden matalaenergisten elektronien virtausten kanssa on suurempi. Metallin dissosiaatioaste on jopa 20–40 %. Titaani-ionit reagoivat todennäköisemmin kemiallisesti reaktiokaasun typen kanssa. Kerrostuminen nitridivaippakalvon muodostamiseksi. Ontto katodipistooli toimii sekä höyrystymislähteenä että ionisaation lähteenä. Pinnoituksen aikana myös upokkaan ympärillä olevan sähkömagneettisen kelan virtaa tulisi säätää. Elektronisuihku tulisi kohdistaa romahduksen keskelle. Näin elektronivirran tehotiheys kasvaa.
9. Sammuta virta. Kun kalvon paksuus saavuttaa ennalta määritetyn kalvon paksuuden, sammuta kaarivirtalähde, esijännitevirtalähde ja ilmansyöttö.
Julkaisun aika: 08.07.2023