कोटिंग की सूक्ष्म संरचना पर विभिन्न निर्वहन विधियों के प्रभाव

वैक्यूम कोटिंग प्रक्रिया में, पतली फिल्मों की सूक्ष्म संरचना उनके यांत्रिक गुणों, प्रकाशीय प्रदर्शन और संक्षारण प्रतिरोध को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। सूक्ष्म संरचना मुख्य रूप से फिल्म घनत्व, कण आकार, तनाव अवस्था और सतह खुरदरापन जैसे कारकों से प्रभावित होती है। ये पैरामीटर, बदले में, जमाव के दौरान उपयोग किए जाने वाले डिस्चार्ज मोड द्वारा काफी हद तक नियंत्रित होते हैं। पतली फिल्म जमाव में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले डिस्चार्ज मोड डायरेक्ट करंट (DC) डिस्चार्ज, रेडियो फ्रीक्वेंसी (RF) डिस्चार्ज, मीडियम फ्रीक्वेंसी (MF) डिस्चार्ज और पल्स्ड DC डिस्चार्ज हैं। इनमें से प्रत्येक डिस्चार्ज मोड प्लाज्मा विशेषताओं और ऊर्जा वितरण को प्रभावित करता है, जो जमा की गई फिल्म की सूक्ष्म संरचना पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। यह लेख बताता है कि विभिन्न डिस्चार्ज मोड कण आकृति विज्ञान, फिल्म की एकरूपता, तनाव अवस्था और फिल्म घनत्व को कैसे प्रभावित करते हैं।

प्रत्यक्ष धारा (डीसी) डिस्चार्ज और फिल्म की सूक्ष्म संरचना पर इसका प्रभाव

डीसी डिस्चार्ज सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली स्पटरिंग तकनीकों में से एक है, विशेष रूप से धात्विक फिल्मों के निक्षेपण में। डीसी डिस्चार्ज लक्ष्य और सब्सट्रेट के बीच एक विद्युत क्षेत्र बनाकर काम करता है, जिससे इलेक्ट्रॉन और आयन टकराते हैं और सब्सट्रेट पर पदार्थ जमा हो जाता है।

तकनीकी सुविधाओं:

उच्च स्पटरिंग दर: धात्विक फिल्मों के तीव्र निक्षेपण के लिए उपयुक्त।

कम प्लाज्मा घनत्व: इसके परिणामस्वरूप अपेक्षाकृत बड़े कण आकार और खुरदरी संरचना वाली फिल्में बनती हैं।

उच्च अवशिष्ट तनाव: फिल्म में आंतरिक तनाव अपेक्षाकृत अधिक हो सकता है, जो आसंजन और फिल्म के स्थायित्व को प्रभावित कर सकता है।

सूक्ष्म संरचना पर प्रभाव:

कण का आकार: डीसी डिस्चार्ज से आमतौर पर बड़े कण आकार वाली फिल्में बनती हैं।

फिल्म का घनत्व: फिल्म आमतौर पर कम घनी होती है, जिसमें छिद्र और रिक्त स्थान होने की संभावना होती है।

आंतरिक तनाव: फिल्म में अक्सर उच्च आंतरिक तनाव पाया जाता है, जिससे कुछ अनुप्रयोगों में परतें अलग होने या विकृति जैसी समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं।

रेडियो आवृत्ति (आरएफ) डिस्चार्ज और फिल्म की सूक्ष्म संरचना पर इसका प्रभाव

आरएफ डिस्चार्ज प्लाज्मा उत्पन्न करने के लिए उच्च आवृत्ति वाले प्रत्यावर्ती विद्युत क्षेत्रों का उपयोग करता है, और आमतौर पर ऑक्साइड और नाइट्राइड जैसे कुचालक पदार्थों की स्पटरिंग के लिए प्रयोग किया जाता है। आरएफ डिस्चार्ज गैर-चालक लक्ष्य स्पटरिंग के लिए लाभदायक है क्योंकि यह लक्ष्य पर आवेश संचय से बचाता है, जिससे स्थिर प्लाज्मा उत्पादन सुनिश्चित होता है।

तकनीकी सुविधाओं:

उच्च प्लाज्मा घनत्व: इससे अधिक एकसमान कोटिंग प्राप्त होती है।

गैर-चालक लक्ष्यों के लिए उपयुक्त: आरएफ डिस्चार्ज ऑक्साइड और नाइट्राइड जैसे इन्सुलेटिंग पदार्थों की स्पटरिंग के लिए आदर्श है।

कम जमाव दर: कम स्पटरिंग शक्ति के कारण, आरएफ डिस्चार्ज से आमतौर पर जमाव दर धीमी होती है।

सूक्ष्म संरचना पर प्रभाव:

कण का आकार: आरएफ डिस्चार्ज से छोटे कण आकार वाली फिल्में बनती हैं, जिससे फिल्म का घनत्व और ऑप्टिकल प्रदर्शन बेहतर होता है।

तनाव: फिल्म में आमतौर पर आंतरिक तनाव कम होता है, क्योंकि प्लाज्मा की एकरूपता तनाव में होने वाली भिन्नता को कम कर देती है।

सतह की गुणवत्ता: इस फिल्म की सतह आमतौर पर चिकनी होती है, जो इसे ऑप्टिकल कोटिंग्स, डाइइलेक्ट्रिक फिल्मों और कार्यात्मक पतली फिल्मों के लिए आदर्श बनाती है।

मध्यम आवृत्ति (एमएफ) डिस्चार्ज और फिल्म की सूक्ष्म संरचना पर इसका प्रभाव

एमएफ डिस्चार्ज 10–200 किलोहर्ट्ज़ की रेंज में काम करता है और आमतौर पर धात्विक कोटिंग्स और रिएक्टिव स्पटरिंग प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है। उच्च शक्ति की स्थितियों में एमएफ डिस्चार्ज अधिक शक्तिशाली प्लाज्मा उत्पन्न करता है और उच्च जमाव दर प्रदान करने में सक्षम है।

तकनीकी सुविधाओं:

उच्च शक्ति घनत्व: इससे तीव्र निक्षेपण दर और अधिक मजबूत स्पटरिंग प्रभाव संभव होते हैं।

कम आयनीकरण हानि: आरएफ डिस्चार्ज की तुलना में, एमएफ डिस्चार्ज के परिणामस्वरूप आयनीकरण हानि कम होती है, जिससे जमाव दक्षता में सुधार होता है।

उच्च निक्षेपण दर: एमएफ डिस्चार्ज औद्योगिक पैमाने पर उत्पादन में बड़े क्षेत्र की कोटिंग के लिए उपयुक्त है।

सूक्ष्म संरचना पर प्रभाव:

कण का आकार: फिल्म में आमतौर पर छोटे कण आकार और बेहतर घनत्व होता है।

एकरूपता: एमएफ डिस्चार्ज द्वारा जमा की गई फिल्मों में आमतौर पर अधिक एकरूप सूक्ष्म संरचना होती है।

तनाव: उच्च शक्ति घनत्व के कारण, एमएफ डिस्चार्ज फिल्मों में आंतरिक तनाव कम होता है, जो बेहतर सतह गुणवत्ता और उच्च जमाव दक्षता में योगदान देता है।

स्पंदित डीसी डिस्चार्ज और फिल्म की सूक्ष्म संरचना पर इसका प्रभाव

पल्स्ड डीसी डिस्चार्ज एक ऐसी तकनीक है जिसमें पल्स्ड पावर सप्लाई कंट्रोल शामिल होता है, जिसका उपयोग अक्सर उच्च-ऊर्जा आयन बमबारी अनुप्रयोगों में किया जाता है। यह डिस्चार्ज मोड उच्च आयन घनत्व और अधिक कुशल स्पटरिंग प्रभाव प्राप्त करने के लिए विशेष रूप से उपयोगी है, साथ ही उच्च जमाव दर भी प्रदान करता है।

तकनीकी सुविधाओं:

स्पंदित शक्ति: स्पंदनों के दौरान उच्च शिखर शक्ति उच्च निक्षेपण दर को सक्षम बनाती है।

आर्क दमन में सुधार: स्पंदित डीसी डिस्चार्ज आर्क के प्रभावों को कम करने में मदद करता है, जो विशेष रूप से उच्च-शक्ति स्पटरिंग के लिए फायदेमंद है।

स्पटरिंग दक्षता: पल्स्ड डीसी डिस्चार्ज अधिक ऊर्जा-कुशल है, जो अपेक्षाकृत कम बिजली खपत के साथ उच्च स्पटरिंग दर प्रदान करता है।

सूक्ष्म संरचना पर प्रभाव:

कण का आकार: स्पंदित डीसी डिस्चार्ज द्वारा निर्मित फिल्मों में आमतौर पर मध्यम आकार के कण होते हैं, जो फिल्म के घनत्व और एकरूपता को संतुलित करते हैं।

फिल्म का आसंजन: उच्च-ऊर्जा आयन बमबारी के कारण, ये फिल्में आमतौर पर सब्सट्रेट से मजबूती से चिपकी रहती हैं।

घिसाव प्रतिरोध: पल्स डीसी फिल्मों में जमाव के दौरान उच्च आयन बमबारी के कारण अक्सर बेहतर घिसाव प्रतिरोध देखने को मिलता है।

फिल्म की सूक्ष्म संरचना पर निर्वहन मोड की तुलना