Prensipal karakteristik metòd evaporasyon vakyòm pou depoze fim se gwo pousantaj depo a. Prensipal karakteristik metòd pulverizasyon an se pakèt materyèl fim ki disponib ak bon inifòmite kouch fim nan, men pousantaj depo a ba. Kouch iyon se yon metòd ki konbine de pwosesis sa yo.
Prensip kouch iyon ak kondisyon fòmasyon fim
Prensip fonksyònman kouch iyon yo montre nan imaj la. Yo ponpe chanm vakyòm nan a yon presyon ki pi ba pase 10-4 Pa, epi answit yo ranpli li ak gaz inaktif (pa egzanp agon) a yon presyon 0.1 ~ 1 Pa. Apre yo fin aplike yon vòltaj DC negatif jiska 5 kV sou substra a, yo etabli yon zòn plasma dechaj gaz lumineux anba presyon ant substra a ak kribij la. Iyon gaz inaktif yo akselere pa chan elektrik la epi yo bonbade sifas substra a, kidonk netwaye sifas pyès la. Apre pwosesis netwayaj sa a fini, pwosesis kouch la kòmanse ak vaporizasyon materyèl ki pral kouvri nan kribij la. Patikil vapè vaporize yo antre nan zòn plasma a epi yo fè kolizyon ak iyon pozitif inaktif ak elektwon ki disosye yo, epi kèk nan patikil vapè yo disosye epi yo bonbade pyès la ak sifas kouch la anba akselerasyon chan elektrik la. Nan pwosesis plake iyon an, pa sèlman gen depo men tou pulverizasyon iyon pozitif sou substra a, kidonk fim mens lan ka fòme sèlman lè efè depo a pi gran pase efè pulverizasyon an.
Pwosesis kouch iyon an, kote substrat la toujou bonbade ak iyon ki gen anpil enèji, trè pwòp epi li gen yon kantite avantaj konpare ak kouch pulverizasyon ak evaporasyon.
(1) Bon adezyon, kouch la pa kale fasilman.
(a) Nan pwosesis kouch iyon an, yo itilize yon gwo kantite patikil ki gen anpil enèji ki pwodui pa egzeyat lumineux la pou pwodui yon efè pulverizasyon katodik sou sifas substra a, pulverizasyon ak netwayaj gaz ak lwil ki absòbe sou sifas substra a pou pirifye sifas substra a jiskaske tout pwosesis kouch la fini.
(b) Nan premye etap kouch la, pulverizasyon ak depo koegziste, sa ki ka fòme yon kouch tranzisyon konpozan nan koòdone baz fim nan oswa yon melanj materyèl fim nan ak materyèl baz la, yo rele "kouch pseudo-difizyon", ki ka efektivman amelyore pèfòmans adezyon fim nan.
(2) Bon pwopriyete vlope. Youn nan rezon yo se ke atòm materyèl kouch yo iyonize anba gwo presyon epi yo fè kolizyon ak molekil gaz plizyè fwa pandan pwosesis pou rive nan substra a, sa ki fè iyon materyèl kouch yo ka gaye toupatou nan substra a. Anplis de sa, atòm materyèl kouch iyonize yo depoze sou sifas substra a anba aksyon chan elektrik la, kidonk tout substra a depoze ak yon fim mens, men kouch evaporasyon an pa ka reyalize efè sa a.
(3) Bon jan kalite kouch la soti nan pulverizasyon kondansasyon ki koze pa bonbadman konstan iyon pozitif sou fim depoze a, sa ki amelyore dansite kouch kouch la.
(4) Yo ka kouvri yon pakèt materyèl ak substrats pou kouvri materyèl metalik oswa materyèl ki pa metalik.
(5) Konpare ak depo vapè chimik (CVD), li gen yon tanperati substrat ki pi ba, tipikman anba 500 °C, men fòs adezyon li totalman konparab ak fim depo vapè chimik yo.
(6) Gwo vitès depo, fòmasyon fim rapid, epi li ka kouvri fim ki ka varye ant plizyè dizèn nanomèt ak mikwon.
Dezavantaj kouch iyon yo se: epesè fim nan pa ka kontwole avèk presizyon; konsantrasyon domaj yo wo lè yo bezwen yon kouch amann; epi gaz yo pral antre nan sifas la pandan kouch la, sa ki pral chanje pwopriyete sifas la. Nan kèk ka, kavite ak nwayo (mwens pase 1 nm) yo fòme tou.
Kanta pou vitès depo a, kouch iyon an konparab ak metòd evaporasyon an. Kanta pou kalite fim nan, fim ki pwodui pa kouch iyon yo prèske menm jan ak oswa pi bon pase sa yo prepare pa pulverizasyon.
Dat piblikasyon: 8 novanm 2022