आयन कोटिंग प्रौद्योगिकी

फिल्मों को जमा करने के लिए वैक्यूम वाष्पीकरण विधि की मुख्य विशेषता उच्च जमा दर है। स्पटरिंग विधि की मुख्य विशेषता उपलब्ध फिल्म सामग्री की विस्तृत श्रृंखला और फिल्म परत की अच्छी एकरूपता है, लेकिन जमा दर कम है। आयन कोटिंग एक ऐसी विधि है जो इन दो प्रक्रियाओं को जोड़ती है।

आयन कोटिंग सिद्धांत और फिल्म निर्माण की स्थितियाँ
आयन कोटिंग का कार्य सिद्धांत चित्र में दिखाया गया है। वैक्यूम चैम्बर को 10-4 Pa से नीचे के दबाव में पंप किया जाता है, और फिर निष्क्रिय गैस (जैसे आर्गन) से 0.1 ~ 1 Pa के दबाव में भर दिया जाता है। सब्सट्रेट पर 5 kV तक का नकारात्मक DC वोल्टेज लागू होने के बाद, सब्सट्रेट और क्रूसिबल के बीच एक कम दबाव वाला गैस ग्लो डिस्चार्ज प्लाज्मा ज़ोन स्थापित होता है। निष्क्रिय गैस आयनों को विद्युत क्षेत्र द्वारा त्वरित किया जाता है और सब्सट्रेट की सतह पर बमबारी की जाती है, इस प्रकार वर्कपीस की सतह को साफ किया जाता है। इस सफाई प्रक्रिया के पूरा होने के बाद, कोटिंग की प्रक्रिया क्रूसिबल में लेपित होने वाली सामग्री के वाष्पीकरण के साथ शुरू होती है। वाष्पीकृत वाष्प कण प्लाज्मा क्षेत्र में प्रवेश करते हैं और अलग हो चुके निष्क्रिय सकारात्मक आयनों और इलेक्ट्रॉनों से टकराते हैं आयन प्लेटिंग प्रक्रिया में, सब्सट्रेट पर न केवल धनात्मक आयनों का जमाव होता है, बल्कि उनका स्पटरिंग भी होता है, इसलिए पतली फिल्म तभी बन सकती है जब जमाव प्रभाव स्पटरिंग प्रभाव से अधिक हो।

आयन कोटिंग प्रक्रिया, जिसमें सब्सट्रेट पर हमेशा उच्च ऊर्जा वाले आयनों की बौछार होती है, बहुत स्वच्छ होती है और स्पटरिंग और वाष्पीकरण कोटिंग की तुलना में इसके कई फायदे हैं।

(1) मजबूत आसंजन, कोटिंग परत आसानी से छील नहीं करता है।
(ए) आयन कोटिंग प्रक्रिया में, चमक निर्वहन द्वारा उत्पन्न उच्च ऊर्जा कणों की एक बड़ी संख्या का उपयोग सब्सट्रेट की सतह पर कैथोडिक स्पटरिंग प्रभाव उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, सब्सट्रेट की सतह पर अवशोषित गैस और तेल को स्पटरिंग और साफ करने के लिए सब्सट्रेट सतह को शुद्ध किया जाता है जब तक कि पूरी कोटिंग प्रक्रिया पूरी नहीं हो जाती।
(बी) कोटिंग के प्रारंभिक चरण में, स्पटरिंग और डिपोजिशन सह-अस्तित्व में होते हैं, जो फिल्म बेस के इंटरफेस पर घटकों की एक संक्रमण परत या फिल्म सामग्री और आधार सामग्री के मिश्रण का निर्माण कर सकते हैं, जिसे "छद्म-प्रसार परत" कहा जाता है, जो फिल्म के आसंजन प्रदर्शन को प्रभावी ढंग से सुधार सकता है।
(2) अच्छे रैप-अराउंड गुण। एक कारण यह है कि कोटिंग सामग्री के परमाणु उच्च दबाव में आयनित होते हैं और सब्सट्रेट तक पहुँचने की प्रक्रिया के दौरान कई बार गैस के अणुओं से टकराते हैं, जिससे कोटिंग सामग्री के आयन सब्सट्रेट के चारों ओर बिखर सकते हैं। इसके अलावा, आयनित कोटिंग सामग्री के परमाणु विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत सब्सट्रेट की सतह पर जमा हो जाते हैं, इसलिए पूरे सब्सट्रेट पर एक पतली फिल्म जमा हो जाती है, लेकिन वाष्पीकरण कोटिंग इस प्रभाव को प्राप्त नहीं कर सकती है।
(3) कोटिंग की उच्च गुणवत्ता सकारात्मक आयनों के साथ जमा फिल्म के निरंतर बमबारी के कारण कंडेनसेट के स्पटरिंग के कारण होती है, जो कोटिंग परत के घनत्व में सुधार करती है।
(4) कोटिंग सामग्री और सबस्ट्रेट्स का एक विस्तृत चयन धातु या गैर-धातु सामग्री पर लेपित किया जा सकता है।
(5) रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) की तुलना में, इसका सब्सट्रेट तापमान कम होता है, आमतौर पर 500 डिग्री सेल्सियस से नीचे, लेकिन इसकी आसंजन शक्ति रासायनिक वाष्प जमाव फिल्मों के साथ पूरी तरह से तुलनीय है।
(6) उच्च जमाव दर, तेजी से फिल्म निर्माण, और नैनोमीटर से माइक्रोन तक फिल्मों की मोटाई कोटिंग कर सकते हैं।

आयन कोटिंग के नुकसान ये हैं: फिल्म की मोटाई को ठीक से नियंत्रित नहीं किया जा सकता; जब बारीक कोटिंग की आवश्यकता होती है तो दोषों की सांद्रता अधिक होती है; और कोटिंग के दौरान गैसें सतह में प्रवेश करेंगी, जिससे सतह के गुण बदल जाएंगे। कुछ मामलों में, गुहाएँ और नाभिक (1 एनएम से कम) भी बनते हैं।

जहाँ तक जमाव दर का सवाल है, आयन कोटिंग वाष्पीकरण विधि के बराबर है। फिल्म की गुणवत्ता के मामले में, आयन कोटिंग द्वारा निर्मित फिल्में स्पटरिंग द्वारा तैयार फिल्मों के करीब या उनसे बेहतर होती हैं।