ვაკუუმური საფარის პროცესების საერთო მიმოხილვა

თანამედროვე ზედაპირული ინჟინერიის სფეროში, ფიზიკური ორთქლის დეპონირება (PVD) ვაკუუმური საფარის ძირითად ტექნოლოგიად ჩამოყალიბდა მისი შესანიშნავი აპკის მახასიათებლებისა და ეკოლოგიურად სუფთა მახასიათებლების გამო. ეს სტატია წარმოადგენს PVD ტექნოლოგიის პრინციპების, კლასიფიკაციებისა და ტიპიური გამოყენების სიღრმისეულ ანალიზს, რაც დარგის პროფესიონალებს ტექნიკურ ხედვას სთავაზობს.

PVD ტექნოლოგიის #1 ძირითადი პრინციპები
PVD არის პროცესი, რომელიც ხორციელდება ვაკუუმის პირობებში (როგორც წესი, ≤10⁻³ Pa), რომლის დროსაც საფარის მასალა ფიზიკურად ორთქლდება და შემდეგ კონდენსირდება სუბსტრატის ზედაპირზე მყარი თხელი ფენის წარმოსაქმნელად. ეს ტექნიკა ხასიათდება:

შედარებით დაბალი დალექვის ტემპერატურა (ზოგადად <500°C)

მაღალი ფირის სისუფთავე და კონტროლირებადი შემადგენლობა

ეკოლოგიურად სუფთა (არ უშვებს ჩამდინარე წყლებს)

ნანომეტრის დონის სიზუსტის კონტროლი

№2 კლასიფიკაციებიPVD აღჭურვილობის სპეციალისტებიტპროცესები
1. ვაკუუმური აორთქლების საფარი
ვაკუუმური აორთქლება გულისხმობს საფარის მასალის გაცხელებას მანამ, სანამ ის არ მიაღწევს გაჯერებული ორთქლის წნევას და არ აორთქლდება. გავრცელებული ტიპებია:

რეზისტენტული გათბობის აორთქლება
გამათბობელ ელემენტებად იყენებს ცეცხლგამძლე ლითონებს, როგორიცაა ვოლფრამი ან მოლიბდენი. გამოდგება დაბალი დნობის წერტილის მქონე მასალებისთვის, როგორიცაა ალუმინი (Al) და ვერცხლი (Ag).

ელექტრონული სხივური აორთქლება (EB-PVD)
სამიზნე მასალის დასაბომბად იყენებს ელექტრონულ იარაღს (10–30 კვ), რაც ლოკალიზებულ ტემპერატურას 3000°C-ზე მეტს წარმოქმნის. იდეალურია მაღალი დნობის წერტილის მქონე ოქსიდებისთვის.

მოლეკულური სხივური ეპიტაქსია (MBE)
ულტრამაღალი ვაკუუმის (≤10⁻⁸ Pa) პირობებში შესრულებული მაღალზუსტი ტექნიკა, რომელიც ეპიტაქსიური ფირის ზრდის ატომურ დონეზე კონტროლის საშუალებას იძლევა.

2. გაფრქვევით დალექვა
გაფრქვევა გულისხმობს მაღალი ენერგიის ნაწილაკების მიერ სამიზნე მასალის დაბომბვას, ატომების გამოტყორცნას, რომლებიც სუბსტრატზე ილექება. გაფრქვევის ძირითადი ტიპებია:

მუდმივი დენის გაფრქვევა (მუდმივი დენი)
გაფრქვევის ძირითადი მეთოდი; სამიზნე ელექტროგამტარი უნდა იყოს.

RF გაფრქვევა (რადიოსიხშირული)
მუშაობს 13.56 MHz სიხშირეზე, რაც საიზოლაციო მასალების გაფრქვევის საშუალებას იძლევა.

მაგნეტრონული გაფრქვევა

დაბალანსებული ტიპი: მაგნიტური ველის სიძლიერე 100–300 გაუსი სამიზნე ზედაპირზე

დაუბალანსებელი ტიპი: გაძლიერებული პლაზმის დიფუზია უკეთესი დეპონირებისთვის

საშუალო სიხშირის ორმაგი კათოდი: წყვეტს „სამიზნე მოწამვლის“ პრობლემას რეაქტიული გაფრქვევის დროს.

მაღალი სიმძლავრის იმპულსური მაგნეტრონული გაფრქვევა (HIPIMS): იონიზაციის სიჩქარე >90%-ია, რაც წარმოქმნის ულტრამკვრივ, არასვეტოვან ფირებს.

PVD ტექნოლოგიის ტიპიური გამოყენება No3
ხელსაწყოების საფარი
მყარი საფარი, როგორიცაა TiN, TiAlN (სიმტკიცე >3000 HV)

ფართოდ გამოიყენება საჭრელი ხელსაწყოებისა და ყალიბის ზედაპირის გასაუმჯობესებლად

დეკორატიული საფარი
ოქროს მსგავსი დამუშავება ZrN-ის, TiZrN-ის გამოყენებით

გამოიყენება მობილური ტელეფონის ჩარჩოებზე, სააბაზანოს მოწყობილობებსა და სამომხმარებლო საქონელზე

ფუნქციური თხელი ფირები
ITO (ინდიუმის კალის ოქსიდი) გამჭვირვალე გამტარი ფირები <10 Ω/□ ფურცლის წინაღობით

ოპტიკური ანტირეფლექსიური საფარი ხილული სინათლის გამტარობით >99%-ით

ნახევარგამტარული შეფუთვა
ვაფლის დონის მეტალიზაცია (Al, Cu ურთიერთდაკავშირებები)

ბარიერული ფენის დეპონირება TaN-ის და TiN-ის გამოყენებით დიფუზიური წინააღმდეგობისთვის

- ეს სტატია გამოქვეყნებულიავაკუუმური საფარის მანქანის მწარმოებელი ჟენჰუას ვაკუუმი.