Әртүрлі разряд режимдерінің жабындардың микроқұрылымына әсері

Вакуумдық жабу процесінде жұқа қабықшалардың микроқұрылымы олардың механикалық қасиеттерін, оптикалық өнімділігін және коррозияға төзімділігін анықтауда шешуші рөл атқарады. Микроқұрылымға негізінен қабықша тығыздығы, түйіршік өлшемі, кернеу күйі және бетінің кедір-бұдырлығы сияқты факторлар әсер етеді. Бұл параметрлер, өз кезегінде, негізінен тұндыру кезінде қолданылатын разряд режимімен анықталады. Жұқа қабықшаларды тұндыру кезінде ең көп қолданылатын разряд режимдері - тұрақты ток (ТТ) разряды, радиожиілік (РЖ) разряды, орташа жиілік (ОЖ) разряды және импульсті тұрақты ток разряды. Бұл разряд режимдерінің әрқайсысы плазмалық сипаттамаларға және энергияның таралуына әсер етеді, бұл тұндырылған қабықшаның микроқұрылымына айтарлықтай әсер етеді. Бұл мақалада әртүрлі разряд режимдерінің түйіршік морфологиясына, қабықша біркелкілігіне, кернеу күйіне және қабықша тығыздығына қалай әсер ететіні талқыланады.

Тұрақты токтың (ТТ) разряды және оның қабықша микроқұрылымына әсері

Тұрақты ток разряды - әсіресе металл қабықшаларын тұндыру кезінде ең кең таралған тозаңдату әдістерінің бірі. Тұрақты ток разряды нысана мен субстрат арасында электр өрісін жасау арқылы жұмыс істейді, бұл электрондар мен иондардың соқтығысуына және субстратқа материалдың тұнуына әкеледі.

Техникалық ерекшеліктері:

Жоғары шашыраңқылық жылдамдығы: Металл қабықшалардың тез тұндырылуына жарамды.

Плазма тығыздығының төмендігі: салыстырмалы түрде үлкен түйіршікті және кедір-бұдыр құрылымды қабықшалардың пайда болуына әкеледі.

Жоғары қалдық кернеу: Пленкадағы ішкі кернеу салыстырмалы түрде жоғары болуы мүмкін, бұл адгезия мен пленканың беріктігіне әсер етуі мүмкін.

Микроқұрылымға әсері:

Түйіршік өлшемі: Тұрақты ток разряды әдетте үлкен түйіршік өлшемдері бар қабықшалардың пайда болуына әкеледі.

Қабықша тығыздығы: Қабықша әдетте онша тығыз емес, кеуектілігі мен бос жерлері болуы мүмкін.

Ішкі кернеу: Пленкада көбінесе ішкі кернеу жоғары болады, бұл белгілі бір қолданбаларда қабыршақтану немесе майысу сияқты мәселелерге әкелуі мүмкін.

Радиожиілік (РЖ) разряды және оның қабықша микроқұрылымына әсері

РФ разряды плазманы генерациялау үшін жоғары жиілікті айнымалы электр өрістерін пайдаланады және әдетте оксидтер мен нитридтер сияқты оқшаулағыш материалдарды шашырату үшін қолданылады. РФ разряды өткізбейтін нысананың шашыратуы үшін тиімді, себебі ол нысанада зарядтың жиналуын болдырмайды, плазманың тұрақты генерациясын қамтамасыз етеді.

Техникалық ерекшеліктері:

Плазма тығыздығының жоғарылауы: біркелкі жабындарға әкеледі.

Өткізгіш емес нысандарға жарамды: РФ разрядтары оксидтер мен нитридтер сияқты оқшаулағыш материалдарды шашырату үшін өте қолайлы.

Төмен тұндыру жылдамдығы: Төмен шашырату қуатына байланысты, радиожиілік разряд әдетте тұндыру жылдамдығының төмендеуіне әкеледі.

Микроқұрылымға әсері:

Түйіршік өлшемі: РФ разряды кішірек түйіршік өлшемдері бар пленкаларды шығарады, бұл пленка тығыздығын және оптикалық өнімділікті арттырады.

Кернеу: Плазманың біркелкілігі кернеудің өзгеруін азайтатындықтан, пленканың ішкі кернеуі әдетте төмен болады.

Бетінің сапасы: Пленка тегіс бетке ие болады, бұл оны оптикалық жабындар, диэлектрлік пленкалар және функционалды жұқа пленкалар үшін өте қолайлы етеді.

Орташа жиілікті (ОЖ) разряд және оның қабықша микроқұрылымына әсері

Көп қабатты разряд 10-200 кГц диапазонында жұмыс істейді және металл жабындарында және реактивті тозаңдату процестерінде жиі қолданылады. Көп қабатты разряд жоғары қуат жағдайында күшті плазманы тудырады және жоғары тұндыру жылдамдығын қамтамасыз ете алады.

Техникалық ерекшеліктері:

Жоғары қуат тығыздығы: тұндыру жылдамдығын арттырады және күштірек шашырату әсерін қамтамасыз етеді.

Иондану шығындарының төмендеуі: Радиожиілікті разрядпен салыстырғанда, көп функциялы разряд иондану шығындарын азайтады, бұл тұндыру тиімділігін арттырады.

Жоғары тұндыру жылдамдығы: MF разряды өнеркәсіптік өндірістегі үлкен аумақты жабындарға жарамды.

Микроқұрылымға әсері:

Түйіршік өлшемі: Қабықша әдетте кішірек түйіршік өлшемдерін және жақсырақ тығыздықты көрсетеді.

Біркелкілік: Орташа жиіліктегі разрядпен тұндырылған қабықшалар әдетте біркелкі микроқұрылымға ие.

Кернеу: Қуат тығыздығының жоғары болуына байланысты, көп қабатты разрядты қабықшалар ішкі кернеуді төмендетеді, бұл бетінің сапасын жақсартуға және тұндыру тиімділігін арттыруға ықпал етеді.

Импульсті тұрақты ток разряды және оның қабықша микроқұрылымына әсері

Импульсті тұрақты ток разряды - бұл импульсті қуат көзін басқаруды қамтитын әдіс, ол көбінесе жоғары энергиялы иондық бомбалау қолданбаларында қолданылады. Бұл разряд режимі жоғары ион тығыздығына және тиімдірек шашырату әсерлеріне қол жеткізу үшін, сонымен қатар жоғары тұндыру жылдамдығын қамтамасыз ету үшін әсіресе пайдалы.

Техникалық ерекшеліктері:

Импульстік қуат: Импульстар кезіндегі жоғары шыңдық қуат жоғары тұндыру жылдамдығын қамтамасыз етеді.

Доғаны басу жақсарды: Импульсті тұрақты ток разряды доға әсерлерін азайтуға көмектеседі, бұл әсіресе жоғары қуатты шашырату үшін пайдалы.

Шашырату тиімділігі: Импульсті тұрақты ток разряды энергияны тиімдірек пайдаланады, салыстырмалы түрде төмен қуат тұтынумен бірге жоғары шашырату жылдамдығын ұсынады.

Микроқұрылымға әсері:

Түйіршік өлшемі: Импульсті тұрақты ток разряды арқылы алынған қабықшалар әдетте орташа түйіршік өлшемдеріне ие, қабықша тығыздығы мен біркелкілігін теңестіреді.

Пленка адгезиясы: Пленкалар әдетте жоғары энергиялы иондық бомбалаудың арқасында негізге күшті адгезия көрсетеді.

Тозуға төзімділік: Импульсті тұрақты ток қабықшалары тұндыру кезінде жоғары иондық бомбалауға байланысты жоғары тозуға төзімділікті көрсетеді.

Пленка микроқұрылымындағы разряд режимдерін салыстыру