Ionenbeschichtungstechnologie

D'Haaptcharakteristik vun der Vakuumverdampfungsmethod fir d'Oflagerung vu Filmer ass déi héich Oflagerungsquote. D'Haaptcharakteristik vun der Sputtermethod ass déi breet Palette vun verfügbare Filmmaterialien an déi gutt Uniformitéit vun der Filmschicht, awer d'Oflagerungsquote ass niddreg. Ionenbeschichtung ass eng Method, déi dës zwou Prozesser kombinéiert.

Prinzip vun der Ionenbeschichtung a Filmbildungsbedingungen
De Funktionsprinzip vun der Ionenbeschichtung gëtt an der Foto gewisen. D'Vakuumkammer gëtt op en Drock ënner 10-4 Pa gepompelt, an dann mat Inertgas (z.B. Argon) op en Drock vun 0,1~1 Pa gefëllt. Nodeems eng negativ Gläichspannung vu bis zu 5 kV op de Substrat ugewannt gouf, gëtt eng Nidderdrockgas-Glüh-Entladungsplasmazon tëscht dem Substrat an dem Tiegel etabléiert. D'Inertgasionen ginn duerch dat elektrescht Feld beschleunegt a bombardéieren d'Uewerfläch vum Substrat, wouduerch d'Uewerfläch vum Werkstéck gereinegt gëtt. Nodeems dëse Reinigungsprozess ofgeschloss ass, fänkt de Beschichtungsprozess mat der Verdampfung vum Material, dat beschichtet soll ginn, am Tiegel un. Déi verdampft Damppartikelen trëtt an d'Plasmazon an a kollidéieren mat den dissoziéierten inerte positiven Ionen an Elektronen, an e puer vun den Damppartikelen ginn dissoziéiert a bombardéieren d'Werkstéck an d'Beschichtungsoberfläch ënner der Beschleunegung vum elektresche Feld. Beim Ionenplatéierungsprozess gëtt et net nëmmen Oflagerung, mä och Sputterung vu positiven Ionen um Substrat, sou datt den dënne Film nëmme geformt ka ginn, wann den Oflagerungseffekt méi grouss ass wéi de Sputtereffekt.

De Ionenbeschichtungsprozess, bei deem de Substrat ëmmer mat héichenergetesche Ionen bombardéiert gëtt, ass ganz propper an huet eng Rei Virdeeler am Verglach zum Sputteren an der Verdampfungsbeschichtung.

(1) Staark Haftung, d'Beschichtungsschicht léisst sech net einfach ofzéien.
(a) Am Ionenbeschichtungsprozess gëtt eng grouss Zuel vun héichenergetesche Partikelen, déi duerch d'Glühentladung generéiert ginn, benotzt fir e kathodesche Sputtereffekt op der Uewerfläch vum Substrat ze produzéieren, wouduerch de Gas an d'Ueleg, déi op der Uewerfläch vum Substrat adsorbéiert sinn, gesputtert a gereinegt ginn, fir d'Substratoberfläch ze purifizéieren, bis de ganze Beschichtungsprozess ofgeschloss ass.
(b) An der fréier Phas vun der Beschichtung existéiere Sputtering an Oflagerung koexistéieren, wat eng Iwwergangsschicht vu Komponenten op der Grenzfläche vun der Filmbasis oder eng Mëschung aus dem Filmmaterial an dem Basismaterial, genannt "Pseudodiffusiounsschicht", ka bilden, déi d'Adhäsiounsleistung vum Film effektiv verbessere kann.
(2) Gutt Wrap-around-Eegeschaften. Ee Grond dofir ass, datt d'Atomer vum Beschichtungsmaterial ënner héijem Drock ioniséiert ginn a wärend dem Prozess vum Erreeche vum Substrat e puermol mat Gasmoleküle kollidéieren, sou datt d'Ionen vum Beschichtungsmaterial ronderëm de Substrat verstreet kënne ginn. Zousätzlech ginn déi ioniséiert Beschichtungsmaterialatome ënner der Wierkung vun engem elektresche Feld op der Uewerfläch vum Substrat ofgesat, sou datt de ganze Substrat mat engem dënne Film ofgesat gëtt, awer d'Verdampfungsbeschichtung kann dësen Effekt net erreechen.
(3) Déi héich Qualitéit vun der Beschichtung ass op d'Sputterung vu Kondensater zeréckzeféieren, déi duerch dat stännegt Bombardement vum ofgesate Film mat positiven Ionen verursaacht ginn, wat d'Dicht vun der Beschichtungsschicht verbessert.
(4) Eng grouss Auswiel u Beschichtungsmaterialien a Substrate kënnen op metalleschen oder net-metallesche Materialien beschichtet ginn.
(5) Am Verglach mat chemescher Gasoflagerung (CVD) huet et eng méi niddreg Substrattemperatur, typescherweis ënner 500°C, awer seng Adhäsiounsstäerkt ass voll vergläichbar mat chemeschen Gasoflagerungsfolien.
(6) Héich Oflagerungsquote, séier Filmbildung, a kéint Beschichtungsdicke vu Filmer vun Zénger Nanometer bis Mikrometer hunn.

D'Nodeeler vun der Ionenbeschichtung sinn: d'Déckt vum Film kann net präzis kontrolléiert ginn; d'Konzentratioun vu Feeler ass héich wann eng fein Beschichtung erfuerderlech ass; a Gase kommen an d'Uewerfläch wärend der Beschichtung, wat d'Uewerflächeegeschafte verännert. A verschiddene Fäll entstinn och Kavitéiten a Kären (manner wéi 1 nm).

Wat d'Oflagerungsquote ugeet, ass d'Ionenbeschichtung vergläichbar mat der Verdampfungsmethod. Wat d'Filmequalitéit ugeet, sinn d'Filmer, déi duerch d'Ionenbeschichtung produzéiert ginn, no bei oder besser wéi déi, déi duerch Sputtering hiergestallt ginn.