ಅಯಾನ್ ಲೇಪನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ

ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಠೇವಣಿ ಮಾಡಲು ನಿರ್ವಾತ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ ವಿಧಾನದ ಮುಖ್ಯ ಲಕ್ಷಣವೆಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶೇಖರಣಾ ದರ. ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ವಿಧಾನದ ಮುಖ್ಯ ಲಕ್ಷಣವೆಂದರೆ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಫಿಲ್ಮ್ ವಸ್ತುಗಳ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿ ಮತ್ತು ಫಿಲ್ಮ್ ಪದರದ ಉತ್ತಮ ಏಕರೂಪತೆ, ಆದರೆ ಶೇಖರಣಾ ದರ ಕಡಿಮೆ. ಅಯಾನ್ ಲೇಪನವು ಈ ಎರಡು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಒಂದು ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ.

ಅಯಾನ್ ಲೇಪನ ತತ್ವ ಮತ್ತು ಫಿಲ್ಮ್ ರಚನೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು
ಅಯಾನು ಲೇಪನದ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಣಾ ತತ್ವವನ್ನು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ನಿರ್ವಾತ ಕೊಠಡಿಯನ್ನು 10-4 Pa ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಪಂಪ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ 0.1~1 Pa ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಜಡ ಅನಿಲದಿಂದ (ಉದಾ. ಆರ್ಗಾನ್) ತುಂಬಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ 5 kV ವರೆಗಿನ ಋಣಾತ್ಮಕ DC ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದ ನಂತರ, ತಲಾಧಾರ ಮತ್ತು ಕ್ರೂಸಿಬಲ್ ನಡುವೆ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದ ಅನಿಲ ಗ್ಲೋ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ವಲಯವನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಜಡ ಅನಿಲ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಿಂದ ವೇಗಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಬಾಂಬ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಹೀಗಾಗಿ ವರ್ಕ್‌ಪೀಸ್‌ನ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಸ್ವಚ್ಛಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಶುಚಿಗೊಳಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಪೂರ್ಣಗೊಂಡ ನಂತರ, ಲೇಪನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಲೇಪಿಸಬೇಕಾದ ವಸ್ತುವಿನ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ. ಆವಿಯಾದ ಆವಿ ಕಣಗಳು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ವಲಯವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಿ ವಿಘಟಿತ ಜಡ ಧನಾತ್ಮಕ ಅಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಘರ್ಷಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಆವಿ ಕಣಗಳು ವಿಘಟಿತವಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ವರ್ಕ್‌ಪೀಸ್ ಮತ್ತು ಲೇಪನ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಬಾಂಬ್ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಅಯಾನು ಲೋಹಲೇಪ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಶೇಖರಣೆ ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಧನಾತ್ಮಕ ಅಯಾನುಗಳ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಕೂಡ ಇರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಶೇಖರಣಾ ಪರಿಣಾಮವು ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ ಮಾತ್ರ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸಬಹುದು.

ಅಯಾನು ಲೇಪನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು, ಇದರಲ್ಲಿ ತಲಾಧಾರವು ಯಾವಾಗಲೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಅಯಾನುಗಳಿಂದ ಸ್ಫೋಟಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಇದು ತುಂಬಾ ಸ್ವಚ್ಛವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಲೇಪನಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಹಲವಾರು ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

(1) ಬಲವಾದ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ, ಲೇಪನ ಪದರವು ಸುಲಭವಾಗಿ ಸಿಪ್ಪೆ ಸುಲಿಯುವುದಿಲ್ಲ.
(ಎ) ಅಯಾನು ಲೇಪನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಗ್ಲೋ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್‌ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಕಣಗಳನ್ನು ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಥೋಡಿಕ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸಂಪೂರ್ಣ ಲೇಪನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಪೂರ್ಣಗೊಳ್ಳುವವರೆಗೆ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಲು ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಅನಿಲ ಮತ್ತು ತೈಲವನ್ನು ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಸ್ವಚ್ಛಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
(ಬಿ) ಲೇಪನದ ಆರಂಭಿಕ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಶೇಖರಣೆ ಸಹಬಾಳ್ವೆ ನಡೆಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಫಿಲ್ಮ್ ಬೇಸ್‌ನ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಘಟಕಗಳ ಪರಿವರ್ತನಾ ಪದರವನ್ನು ರೂಪಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ಫಿಲ್ಮ್ ವಸ್ತು ಮತ್ತು ಬೇಸ್ ವಸ್ತುವಿನ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು "ಸ್ಯೂಡೋ-ಡಿಫ್ಯೂಷನ್ ಲೇಯರ್" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.
(2) ಉತ್ತಮ ಸುತ್ತುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು. ಒಂದು ಕಾರಣವೆಂದರೆ ಲೇಪನ ವಸ್ತುವಿನ ಪರಮಾಣುಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಅಯಾನೀಕರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರವನ್ನು ತಲುಪುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಬಾರಿ ಅನಿಲ ಅಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುತ್ತವೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಲೇಪನ ವಸ್ತುವಿನ ಅಯಾನುಗಳು ತಲಾಧಾರದ ಸುತ್ತಲೂ ಹರಡಬಹುದು. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಅಯಾನೀಕೃತ ಲೇಪನ ವಸ್ತುವಿನ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಠೇವಣಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇಡೀ ತಲಾಧಾರವು ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಠೇವಣಿಯಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಲೇಪನವು ಈ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ.
(3) ಲೇಪನದ ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟವು ಠೇವಣಿ ಮಾಡಿದ ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಧನಾತ್ಮಕ ಅಯಾನುಗಳೊಂದಿಗೆ ನಿರಂತರ ಬಾಂಬ್ ದಾಳಿಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಕಂಡೆನ್ಸೇಟ್‌ಗಳ ಚಿಮ್ಮುವಿಕೆಯಿಂದಾಗಿ, ಇದು ಲೇಪನ ಪದರದ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.
(4) ಲೋಹೀಯ ಅಥವಾ ಲೋಹವಲ್ಲದ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲೆ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಲೇಪನ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರಗಳನ್ನು ಲೇಪಿಸಬಹುದು.
(5) ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ (CVD) ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಇದು ಕಡಿಮೆ ತಲಾಧಾರ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 500°C ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ, ಆದರೆ ಅದರ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ಬಲವು ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ ಚಿತ್ರಗಳಿಗೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹೋಲಿಸಬಹುದು.
(6) ಹೆಚ್ಚಿನ ಶೇಖರಣಾ ದರ, ವೇಗದ ಫಿಲ್ಮ್ ರಚನೆ, ಮತ್ತು ಹತ್ತಾರು ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್‌ಗಳಿಂದ ಮೈಕ್ರಾನ್‌ಗಳವರೆಗಿನ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ದಪ್ಪವನ್ನು ಲೇಪಿಸಬಹುದು.

ಅಯಾನ್ ಲೇಪನದ ಅನಾನುಕೂಲಗಳು ಹೀಗಿವೆ: ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ದಪ್ಪವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ; ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಲೇಪನದ ಅಗತ್ಯವಿರುವಾಗ ದೋಷಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ; ಮತ್ತು ಲೇಪನದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅನಿಲಗಳು ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಮೇಲ್ಮೈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ. ಕೆಲವು ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಕುಳಿಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ಗಳು (1 nm ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ) ಸಹ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ಶೇಖರಣಾ ದರಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, ಅಯಾನು ಲೇಪನವನ್ನು ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ವಿಧಾನಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು. ಫಿಲ್ಮ್ ಗುಣಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, ಅಯಾನು ಲೇಪನದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ತಯಾರಿಸಿದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳಿಗೆ ಹತ್ತಿರ ಅಥವಾ ಉತ್ತಮವಾಗಿರುತ್ತವೆ.