Վակուումային ծածկույթի գործընթացների ընդհանուր ակնարկ

Ժամանակակից մակերեսային ճարտարագիտության մեջ ֆիզիկական գոլորշու նստեցումը (ՖԳՆ) դարձել է վակուումային ծածկույթի հիմնական տեխնոլոգիա՝ իր գերազանց թաղանթային կատարողականության և շրջակա միջավայրի համար անվտանգ բնութագրերի շնորհիվ: Այս հոդվածը խորը վերլուծություն է ներկայացնում ՖԳՆ տեխնոլոգիայի սկզբունքների, դասակարգումների և բնորոշ կիրառությունների վերաբերյալ՝ առաջարկելով տեխնիկական պատկերացումներ ոլորտի մասնագետների համար:

PVD տեխնոլոգիայի թիվ 1 հիմնական սկզբունքները
ՖՎԴ-ն վակուումային պայմաններում (սովորաբար ≤10⁻³ Պա) իրականացվող գործընթաց է, որի ընթացքում ծածկույթի նյութը ֆիզիկապես գոլորշիանում է, ապա խտանում հիմքի մակերեսին՝ ձևավորելով պինդ բարակ թաղանթ: Այս տեխնիկան բնութագրվում է հետևյալով.

Համեմատաբար ցածր նստեցման ջերմաստիճան (սովորաբար <500°C)

Բարձր մաքրության թաղանթ և կառավարելի կազմ

Էկոլոգիապես մաքուր (կեղտաջրեր չի արտանետում)

Նանոմետրային մակարդակի ճշգրտության կառավարում

Թիվ 2 դասակարգումներPVD սարքավորումներտԳործընթացներ
1. Վակուումային գոլորշիացման ծածկույթ
Վակուումային գոլորշիացումը ներառում է ծածկույթի նյութի տաքացումը մինչև հագեցած գոլորշու ճնշման հասնելը և գոլորշիացումը: Տարածված տեսակներն են՝

Դիմադրողական տաքացման գոլորշիացում
Որպես տաքացնող տարրեր օգտագործում է հրակայուն մետաղներ, ինչպիսիք են վոլֆրամը կամ մոլիբդենը: Հարմար է ցածր հալման ջերմաստիճան ունեցող նյութերի համար, ինչպիսիք են ալյումինը (Al) և արծաթը (Ag):

Էլեկտրոնային ճառագայթային գոլորշիացում (EB-PVD)
Օգտագործում է էլեկտրոնային թնդանոթ (10–30 կՎ)՝ թիրախային նյութը ռմբակոծելու համար, ստեղծելով 3000°C-ից բարձր տեղայնացված ջերմաստիճաններ: Իդեալական է բարձր հալման կետ ունեցող օքսիդների համար:

Մոլեկուլային ճառագայթային էպիտաքսիա (MBE)
Բարձր ճշգրտությամբ տեխնիկա, որը կատարվում է գերբարձր վակուումի պայմաններում (≤10⁻⁸ Պա), որը թույլ է տալիս ատոմային մակարդակի վերահսկել էպիտաքսիալ թաղանթի աճը։

2. Ցողունային նստեցում
Ցողումը ենթադրում է բարձր էներգիայի մասնիկների կողմից թիրախային նյութի ռմբակոծում, արտանետելով ատոմներ, որոնք նստում են հիմքի վրա: Ցողման հիմնական տեսակներն են՝

Մշտական ​​հոսանքով ցողում (հաստատուն հոսանք)
Հիմնական փոշիացման մեթոդ; թիրախը պետք է էլեկտրահաղորդիչ լինի։

Ռադիոհաճախականության ցողում (RF փոշիացում)
Աշխատում է 13.56 ՄՀց հաճախականությամբ, թույլ տալով մեկուսիչ նյութերի ցողում։

Մագնետրոնային փոշիացում

Հավասարակշռված տեսակ՝ 100–300 գաուս մագնիսական դաշտի ուժգնություն թիրախային մակերեսի վրա

Անհավասարակշիռ տեսակ. Բարելավված պլազմային դիֆուզիա՝ ավելի լավ նստեցման համար

Միջին հաճախականության երկվորյակ կաթոդ. Լուծում է ռեակտիվ փոշիացման «թիրախային թունավորման» խնդիրը

Բարձր հզորության իմպուլսային մագնետրոնային փոշիացում (HIPIMS). Իոնացման արագություն >90%, որը ստեղծում է գերխիտ, ոչ սյունաձև թաղանթներ

PVD տեխնոլոգիայի № 3 տիպիկ կիրառությունները
Գործիքների ծածկույթներ
Կարծր ծածկույթներ, ինչպիսիք են TiN-ը, TiAlN-ը (կարծրություն >3000 HV)

Լայնորեն օգտագործվում է կտրող գործիքների և կաղապարի մակերեսի բարելավման համար

Դեկորատիվ ծածկույթներ
Ոսկեգույն մակերեսներ՝ օգտագործելով ZrN, TiZrN

Կիրառվում է բջջային հեռախոսների շրջանակների, լոգարանի սարքավորումների և սպառողական ապրանքների համար

Ֆունկցիոնալ բարակ թաղանթներ
ITO (ինդիումի անագի օքսիդ) թափանցիկ հաղորդիչ թաղանթներ՝ <10 Ω/□ շերտի դիմադրությամբ

Օպտիկական հակաանդրադարձնող ծածկույթներ՝ տեսանելի լույսի թափանցելիությամբ >99%

Կիսահաղորդչային փաթեթավորում
Վաֆլի մակարդակի մետաղացում (Al, Cu միջմիավորներ)

Արգելքային շերտի նստեցում՝ օգտագործելով TaN, TiN՝ դիֆուզիոն դիմադրության համար

- Այս հոդվածը հրապարակվել էվակուումային ծածկույթների մեքենայի արտադրող Չժենհուա վակուում։