ನಿರ್ವಾತ ಲೇಪನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸಾಮಾನ್ಯ ಅವಲೋಕನ

ಆಧುನಿಕ ಮೇಲ್ಮೈ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ, ಭೌತಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ (PVD) ಅದರ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಚಲನಚಿತ್ರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ನಿರ್ವಾತ ಲೇಪನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿ ಹೊರಹೊಮ್ಮಿದೆ. ಈ ಲೇಖನವು PVD ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ತತ್ವಗಳು, ವರ್ಗೀಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ವಿಶಿಷ್ಟ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳ ಆಳವಾದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವೃತ್ತಿಪರರಿಗೆ ತಾಂತ್ರಿಕ ಒಳನೋಟಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.

ನಂ.1 ಪಿವಿಡಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಮೂಲ ತತ್ವಗಳು
PVD ಎನ್ನುವುದು ನಿರ್ವಾತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ≤10⁻³ Pa) ನಡೆಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಲೇಪನ ವಸ್ತುವನ್ನು ಭೌತಿಕವಾಗಿ ಆವಿಯಾಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಘನ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಸಾಂದ್ರೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ತಂತ್ರವು ಈ ಕೆಳಗಿನವುಗಳಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ:

ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಶೇಖರಣಾ ತಾಪಮಾನ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ <500°C)

ಹೆಚ್ಚಿನ ಫಿಲ್ಮ್ ಶುದ್ಧತೆ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದಾದ ಸಂಯೋಜನೆ

ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ (ತ್ಯಾಜ್ಯ ನೀರು ಹೊರಹಾಕುವಿಕೆ ಇಲ್ಲ)

ನ್ಯಾನೋಮೀಟರ್-ಮಟ್ಟದ ನಿಖರತೆ ನಿಯಂತ್ರಣ

ಸಂಖ್ಯೆ 2 ವರ್ಗೀಕರಣಗಳುಪಿವಿಡಿ ಸಲಕರಣೆಗಳುಟಿಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು
1. ನಿರ್ವಾತ ಬಾಷ್ಪೀಕರಣ ಲೇಪನ
ನಿರ್ವಾತ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ ಎಂದರೆ ಲೇಪನ ವಸ್ತುವು ಅದರ ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಆವಿಯ ಒತ್ತಡವನ್ನು ತಲುಪಿ ಆವಿಯಾಗುವವರೆಗೆ ಬಿಸಿ ಮಾಡುವುದಾಗಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿಧಗಳು:

ಪ್ರತಿರೋಧಕ ತಾಪನ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ
ಟಂಗ್ಸ್ಟನ್ ಅಥವಾ ಮಾಲಿಬ್ಡಿನಮ್ ನಂತಹ ವಕ್ರೀಕಾರಕ ಲೋಹಗಳನ್ನು ತಾಪನ ಅಂಶಗಳಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ (Al) ಮತ್ತು ಬೆಳ್ಳಿ (Ag) ನಂತಹ ಕಡಿಮೆ ಕರಗುವ ಬಿಂದು ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ (EB-PVD)
ಗುರಿ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಬಾಂಬ್ ದಾಳಿ ಮಾಡಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್ (10–30 kV) ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, 3000°C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಳೀಯ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಕರಗುವ ಬಿಂದು ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ಆಣ್ವಿಕ ಕಿರಣ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ (MBE)
ಅತಿ-ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ವಾತ (≤10⁻⁸ Pa) ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾದ ಅತ್ಯಂತ ನಿಖರವಾದ ತಂತ್ರ, ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಫಿಲ್ಮ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಪರಮಾಣು-ಮಟ್ಟದ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.

2. ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಶೇಖರಣೆ
ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಎಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಕಣಗಳು ಗುರಿ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಬಾಂಬ್ ದಾಳಿ ಮಾಡುವುದು, ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುವ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಹೊರಹಾಕುವುದು. ಪ್ರಮುಖ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಪ್ರಕಾರಗಳು ಸೇರಿವೆ:

ಡಿಸಿ ಸ್ಪಟರಿಂಗ್ (ನೇರ ಪ್ರವಾಹ)
ಮೂಲ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ವಿಧಾನ; ಗುರಿಯು ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕವಾಗಿರಬೇಕು.

ಆರ್ಎಫ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ (ರೇಡಿಯೋ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ)
13.56 MHz ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ನಿರೋಧಕ ವಸ್ತುಗಳ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.

ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್

ಸಮತೋಲಿತ ಪ್ರಕಾರ: ಗುರಿ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ 100–300 ಗಾಸ್‌ನ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿ

ಅಸಮತೋಲಿತ ವಿಧ: ಉತ್ತಮ ಶೇಖರಣೆಗಾಗಿ ವರ್ಧಿತ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಪ್ರಸರಣ

ಮಧ್ಯಮ ಆವರ್ತನದ ಅವಳಿ ಕ್ಯಾಥೋಡ್: ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಸ್ಪಟರಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ "ಗುರಿ ವಿಷಪೂರಿತ" ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುತ್ತದೆ.

ಹೈ ಪವರ್ ಇಂಪಲ್ಸ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ (HIPIMS): ಅಯಾನೀಕರಣ ದರಗಳು >90%, ಅತಿ-ದಟ್ಟವಾದ, ಕಾಲಮ್-ಅಲ್ಲದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ.

ನಂ.3 ಪಿವಿಡಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ವಿಶಿಷ್ಟ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು
ಉಪಕರಣ ಲೇಪನಗಳು
TiN, TiAlN ನಂತಹ ಗಟ್ಟಿಯಾದ ಲೇಪನಗಳು (ಗಡಸುತನ >3000 HV)

ಕತ್ತರಿಸುವ ಉಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ಅಚ್ಚು ಮೇಲ್ಮೈ ವರ್ಧನೆಗೆ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ

ಅಲಂಕಾರಿಕ ಲೇಪನಗಳು
ZrN, TiZrN ಬಳಸಿ ಚಿನ್ನದಂತಹ ಮುಕ್ತಾಯಗಳು

ಮೊಬೈಲ್ ಫೋನ್ ಫ್ರೇಮ್‌ಗಳು, ಸ್ನಾನಗೃಹದ ನೆಲೆವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಗ್ರಾಹಕ ಸರಕುಗಳಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ತೆಳುವಾದ ಪದರಗಳು
ಹಾಳೆಯ ಪ್ರತಿರೋಧ <10 Ω/□ ಹೊಂದಿರುವ ITO (ಇಂಡಿಯಮ್ ಟಿನ್ ಆಕ್ಸೈಡ್) ಪಾರದರ್ಶಕ ವಾಹಕ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು

99% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಗೋಚರ ಬೆಳಕಿನ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪ್ರತಿಫಲಿತ ವಿರೋಧಿ ಲೇಪನಗಳು

ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್
ವೇಫರ್-ಮಟ್ಟದ ಲೋಹೀಕರಣ (Al, Cu ಅಂತರ್ಸಂಪರ್ಕಗಳು)

ಪ್ರಸರಣ ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕಾಗಿ TaN, TiN ಬಳಸಿ ತಡೆಗೋಡೆ ಪದರದ ಶೇಖರಣೆ.

-ಈ ಲೇಖನವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದವರುನಿರ್ವಾತ ಲೇಪನ ಯಂತ್ರ ತಯಾರಕ ಝೆನ್ಹುವಾ ವ್ಯಾಕ್ಯೂಮ್.