Плёнкаларды чөктүрүү үчүн вакуумдук буулантуу ыкмасынын негизги өзгөчөлүгү - чөктүрүүнүн жогорку ылдамдыгы. Чачыратуу ыкмасынын негизги өзгөчөлүгү - плёнка материалдарынын кеңири түрү жана плёнка катмарынын жакшы бирдейлиги, бирок чөктүрүү ылдамдыгы төмөн. Иондук каптоо - бул эки процессти айкалыштырган ыкма.
Иондук каптоо принциби жана пленканын пайда болуу шарттары
Иондук каптоонун иштөө принциби сүрөттө көрсөтүлгөн. Вакуумдук камера 10-4 Падан төмөн басымга чейин сордурулуп, андан кийин 0,1~1 Па басымга чейин инерттүү газ (мисалы, аргон) менен толтурулат. Негизге 5 кВ чейинки терс туруктуу ток чыңалуусу берилгенден кийин, негиз менен тигельдин ортосунда төмөнкү басымдагы газ жаркыроо разряды плазма зонасы түзүлөт. Инерттүү газ иондору электр талаасы менен ылдамдатылат жана негиздин бетин бомбалайт, ошентип, даяр буюмдун бетин тазалайт. Бул тазалоо процесси аяктагандан кийин, каптоо процесси тигельде капталуучу материалды буулантуу менен башталат. Бууланган буу бөлүкчөлөрү плазма зонасына кирип, диссоциацияланган инерттүү оң иондор жана электрондор менен кагылышат, ал эми буу бөлүкчөлөрүнүн айрымдары диссоциацияланып, электр талаасынын ылдамдануусу астында даяр буюмду жана каптоо бетин бомбалайт. Ион менен каптоо процессинде оң иондордун чөкмөсү гана эмес, ошондой эле субстратка чачырашы да болот, ошондуктан жука пленка чөкмө эффектиси чачыраш эффектинен чоң болгондо гана пайда болушу мүмкүн.
Иондук каптоо процесси, анда субстрат ар дайым жогорку энергиялуу иондор менен бомбаланып турат, абдан таза жана чачыратуу жана буулануу менен каптоого салыштырмалуу бир катар артыкчылыктарга ээ.
(1) Күчтүү адгезия, каптоо катмары оңой менен сыйрылып кетпейт.
(a) Иондук каптоо процессинде, жаркыроо разрядынан пайда болгон көп сандагы жогорку энергиялуу бөлүкчөлөр субстраттын бетине катоддук чачыратуу эффектин пайда кылуу үчүн колдонулат, алар субстраттын бетине адсорбцияланган газды жана майды чачыратып жана тазалап, каптоо процесси аяктаганга чейин субстраттын бетин тазалайт.
(b) Каптоонун алгачкы этабында чачыратуу жана чөкмө бирге жашайт, бул пленканын негизинин чек арасында компоненттердин өткөөл катмарын же пленка материалы менен негизги материалдын аралашмасын түзүшү мүмкүн, ал "жалган диффузиялык катмар" деп аталат, бул пленканын адгезия көрсөткүчүн натыйжалуу жакшырта алат.
(2) Жакшы ороп алуу касиеттери. Мунун бир себеби, каптоочу материалдын атомдору жогорку басым астында иондолот жана субстратка жетүү процессинде газ молекулалары менен бир нече жолу кагылышат, ошондуктан каптоочу материалдын иондору субстраттын айланасына чачырап кетиши мүмкүн. Мындан тышкары, иондолотулган каптоочу материалдын атомдору электр талаасынын таасири астында субстраттын бетине чөкмөлөнөт, ошондуктан субстраттын баары жука пленка менен чөкмөлөнөт, бирок буулануу каптоосу мындай натыйжага жете албайт.
(3) Каптаманын жогорку сапаты чөкмө пленканы оң иондор менен тынымсыз бомбалоодон улам пайда болгон конденсаттардын чачырашынан улам келип чыгат, бул каптама катмарынын тыгыздыгын жакшыртат.
(4) Металл же металл эмес материалдарга каптоочу материалдардын жана субстраттардын кеңири тандоосу менен каптоого болот.
(5) Химиялык буу менен чөктүрүүгө (ХБЧ) салыштырмалуу, анын субстрат температурасы төмөн, адатта 500°Cден төмөн, бирок анын адгезия күчү химиялык буу менен чөктүрүү пленкаларына толугу менен окшош.
(6) Жогорку чөкмө ылдамдыгы, тез пленка пайда болушу жана ондогон нанометрден микронго чейинки пленкалардын калыңдыгын каптай алат.
Иондук каптоонун кемчиликтери: пленканын калыңдыгын так көзөмөлдөө мүмкүн эмес; майда каптоо талап кылынганда кемчиликтердин концентрациясы жогору болот; жана каптоо учурунда газдар бетке кирип, беттин касиеттерин өзгөртөт. Айрым учурларда көңдөйлөр жана ядролор (1 нмден аз) да пайда болот.
Чөкмө ылдамдыгы боюнча иондук каптоо буулануу ыкмасына окшош. Плёнканын сапаты боюнча иондук каптоо менен алынган пленкалар чачыратуу жолу менен даярдалган пленкаларга жакын же андан да жакшы.
Жарыяланган убактысы: 2022-жылдын 8-ноябры