അയോൺ കോട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ

ഫിലിമുകൾ നിക്ഷേപിക്കുന്നതിനുള്ള വാക്വം ബാഷ്പീകരണ രീതിയുടെ പ്രധാന സവിശേഷത ഉയർന്ന ഡിപ്പോസിഷൻ നിരക്കാണ്. സ്പട്ടറിംഗ് രീതിയുടെ പ്രധാന സവിശേഷത ലഭ്യമായ ഫിലിം മെറ്റീരിയലുകളുടെ വിശാലമായ ശ്രേണിയും ഫിലിം പാളിയുടെ നല്ല ഏകീകൃതതയുമാണ്, പക്ഷേ ഡിപ്പോസിഷൻ നിരക്ക് കുറവാണ്. അയോൺ കോട്ടിംഗ് ഈ രണ്ട് പ്രക്രിയകളും സംയോജിപ്പിക്കുന്ന ഒരു രീതിയാണ്.

അയോൺ കോട്ടിംഗ് തത്വവും ഫിലിം രൂപീകരണ സാഹചര്യങ്ങളും
അയോൺ കോട്ടിംഗിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. വാക്വം ചേമ്പർ 10-4 Pa-യിൽ താഴെയുള്ള മർദ്ദത്തിലേക്ക് പമ്പ് ചെയ്യുന്നു, തുടർന്ന് 0.1~1 Pa മർദ്ദത്തിലേക്ക് നിഷ്ക്രിയ വാതകം (ഉദാ: ആർഗോൺ) നിറയ്ക്കുന്നു. 5 kV വരെ നെഗറ്റീവ് DC വോൾട്ടേജ് അടിവസ്ത്രത്തിൽ പ്രയോഗിച്ച ശേഷം, അടിവസ്ത്രത്തിനും ക്രൂസിബിളിനുമിടയിൽ ഒരു താഴ്ന്ന മർദ്ദമുള്ള ഗ്യാസ് ഗ്ലോ ഡിസ്ചാർജ് പ്ലാസ്മ സോൺ സ്ഥാപിക്കപ്പെടുന്നു. വൈദ്യുത മണ്ഡലം നിഷ്ക്രിയ വാതക അയോണുകളെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും അടിവസ്ത്രത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ബോംബ് ഇടിക്കുകയും അങ്ങനെ വർക്ക്പീസിന്റെ ഉപരിതലം വൃത്തിയാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ ക്ലീനിംഗ് പ്രക്രിയ പൂർത്തിയായ ശേഷം, ക്രൂസിബിളിൽ പൂശേണ്ട വസ്തുവിന്റെ ബാഷ്പീകരണത്തോടെയാണ് കോട്ടിംഗ് പ്രക്രിയ ആരംഭിക്കുന്നത്. ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെട്ട നീരാവി കണികകൾ പ്ലാസ്മ മേഖലയിൽ പ്രവേശിച്ച് വിഘടിച്ച നിഷ്ക്രിയ പോസിറ്റീവ് അയോണുകളുമായും ഇലക്ട്രോണുകളുമായും കൂട്ടിയിടിക്കുന്നു, കൂടാതെ ചില നീരാവി കണികകൾ വിഘടിച്ച് വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ ത്വരിതപ്പെടുത്തലിൽ വർക്ക്പീസും കോട്ടിംഗ് ഉപരിതലവും ബോംബ് ചെയ്യുന്നു. അയോൺ പ്ലേറ്റിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ, നിക്ഷേപം മാത്രമല്ല, അടിവസ്ത്രത്തിൽ പോസിറ്റീവ് അയോണുകളുടെ സ്പട്ടറിംഗും നടക്കുന്നു, അതിനാൽ സ്പട്ടറിംഗ് ഇഫക്റ്റിനേക്കാൾ നിക്ഷേപ പ്രഭാവം കൂടുതലാകുമ്പോൾ മാത്രമേ നേർത്ത ഫിലിം രൂപപ്പെടാൻ കഴിയൂ.

അടിവസ്ത്രം എപ്പോഴും ഉയർന്ന ഊർജ്ജ അയോണുകൾ കൊണ്ട് നിറയ്ക്കുന്ന അയോൺ കോട്ടിംഗ് പ്രക്രിയ വളരെ ശുദ്ധമാണ്, കൂടാതെ സ്പട്ടറിംഗ്, ബാഷ്പീകരണ കോട്ടിംഗുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ നിരവധി ഗുണങ്ങളുമുണ്ട്.

(1) ശക്തമായ ഒട്ടിക്കൽ, ആവരണ പാളി എളുപ്പത്തിൽ അടർന്നു പോകില്ല.
(എ) അയോൺ കോട്ടിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ, ഗ്ലോ ഡിസ്ചാർജ് സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഉയർന്ന ഊർജ്ജ കണികകളുടെ ഒരു വലിയ സംഖ്യ ഉപയോഗിച്ച് അടിവസ്ത്രത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു കാഥോഡിക് സ്പട്ടറിംഗ് പ്രഭാവം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, മുഴുവൻ കോട്ടിംഗ് പ്രക്രിയയും പൂർത്തിയാകുന്നതുവരെ അടിവസ്ത്ര ഉപരിതലം ശുദ്ധീകരിക്കുന്നതിന് അടിവസ്ത്രത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന വാതകവും എണ്ണയും സ്പട്ടറിംഗ് ചെയ്യുകയും വൃത്തിയാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
(b) കോട്ടിങ്ങിന്റെ പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിൽ, സ്പട്ടറിംഗും ഡിപ്പോസിഷനും ഒരുമിച്ച് നിലനിൽക്കുന്നു, ഇത് ഫിലിം ബേസിന്റെ ഇന്റർഫേസിൽ ഘടകങ്ങളുടെ ഒരു സംക്രമണ പാളിയോ അല്ലെങ്കിൽ ഫിലിം മെറ്റീരിയലിന്റെയും അടിസ്ഥാന മെറ്റീരിയലിന്റെയും മിശ്രിതമോ രൂപപ്പെടുത്താം, ഇതിനെ "സ്യൂഡോ-ഡിഫ്യൂഷൻ ലെയർ" എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് ഫിലിമിന്റെ അഡീഷൻ പ്രകടനം ഫലപ്രദമായി മെച്ചപ്പെടുത്തും.
(2) നല്ല റാപ്പ്-റൗണ്ട് ഗുണങ്ങൾ. ഒരു കാരണം, കോട്ടിംഗ് മെറ്റീരിയൽ ആറ്റങ്ങൾ ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിൽ അയോണീകരിക്കപ്പെടുകയും അടിവസ്ത്രത്തിൽ എത്തുന്ന പ്രക്രിയയിൽ വാതക തന്മാത്രകളുമായി പലതവണ കൂട്ടിയിടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അങ്ങനെ കോട്ടിംഗ് മെറ്റീരിയൽ അയോണുകൾ അടിവസ്ത്രത്തിന് ചുറ്റും ചിതറിക്കാൻ കഴിയും. കൂടാതെ, വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ അയോണൈസ്ഡ് കോട്ടിംഗ് മെറ്റീരിയൽ ആറ്റങ്ങൾ അടിവസ്ത്രത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ നിക്ഷേപിക്കപ്പെടുന്നു, അതിനാൽ മുഴുവൻ അടിവസ്ത്രവും ഒരു നേർത്ത ഫിലിം ഉപയോഗിച്ച് നിക്ഷേപിക്കപ്പെടുന്നു, പക്ഷേ ബാഷ്പീകരണ കോട്ടിംഗിന് ഈ പ്രഭാവം നേടാൻ കഴിയില്ല.
(3) കോട്ടിംഗിന്റെ ഉയർന്ന നിലവാരത്തിന് കാരണം, നിക്ഷേപിച്ച ഫിലിമിൽ പോസിറ്റീവ് അയോണുകൾ നിരന്തരം അടിഞ്ഞുകൂടുന്നത് മൂലമുണ്ടാകുന്ന കണ്ടൻസേറ്റുകൾ സ്പട്ടറിംഗ് ആണ്, ഇത് കോട്ടിംഗ് പാളിയുടെ സാന്ദ്രത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.
(4) ലോഹ അല്ലെങ്കിൽ ലോഹേതര വസ്തുക്കളിൽ വിവിധതരം കോട്ടിംഗ് മെറ്റീരിയലുകളും സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളും പൂശാൻ കഴിയും.
(5) കെമിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷനുമായി (CVD) താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇതിന് താഴ്ന്ന അടിവസ്ത്ര താപനിലയുണ്ട്, സാധാരണയായി 500°C-ൽ താഴെയാണ്, എന്നാൽ അതിന്റെ അഡീഷൻ ശക്തി കെമിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ ഫിലിമുകളുമായി പൂർണ്ണമായും താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്.
(6) ഉയർന്ന ഡിപ്പോസിഷൻ നിരക്ക്, വേഗത്തിലുള്ള ഫിലിം രൂപീകരണം, പതിനായിരക്കണക്കിന് നാനോമീറ്റർ മുതൽ മൈക്രോൺ വരെയുള്ള ഫിലിമുകളുടെ കനം പൂശാൻ കഴിയും.

അയോൺ കോട്ടിംഗിന്റെ പോരായ്മകൾ ഇവയാണ്: ഫിലിമിന്റെ കനം കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയില്ല; സൂക്ഷ്മമായ കോട്ടിംഗ് ആവശ്യമായി വരുമ്പോൾ വൈകല്യങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത കൂടുതലാണ്; കോട്ടിംഗ് സമയത്ത് വാതകങ്ങൾ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് പ്രവേശിക്കും, ഇത് ഉപരിതല ഗുണങ്ങളെ മാറ്റും. ചില സന്ദർഭങ്ങളിൽ, അറകളും ന്യൂക്ലിയസുകളും (1 nm-ൽ താഴെ) രൂപം കൊള്ളുന്നു.

നിക്ഷേപ നിരക്കിനെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, അയോൺ കോട്ടിംഗ് ബാഷ്പീകരണ രീതിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്. ഫിലിം ഗുണനിലവാരത്തെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, അയോൺ കോട്ടിംഗ് വഴി നിർമ്മിക്കുന്ന ഫിലിമുകൾ സ്പട്ടറിംഗ് വഴി തയ്യാറാക്കിയ ഫിലിമുകൾക്ക് സമാനമോ മികച്ചതോ ആണ്.