Катодын нуман хуримтлалын плазмын шинж чанарууд

Үйл явц болон тоног төхөөрөмжийн үүднээс авч үзсэн техникийн шинжилгээ

Катодын нуман тунадасжилтn нь нягт, хүчтэй наалддаг, хэт хатуу бүрхүүл үйлдвэрлэх чадвартай өндөр ионжуулалттай PVD технологи гэдгээрээ өргөнөөр хүлээн зөвшөөрөгдсөн.
Энэ процессын гол цөм нь катодын нуман цэнэгээр үүсгэгддэг өвөрмөц плазм бөгөөд түүний шинж чанар нь магнетрон цацалт болон бусад PVD техникээс үндсэндээ ялгардаг.

Катодын нуман систем дэх плазмын зан төлөвийг ойлгох нь бүрхүүлийн бүтэц, гүйцэтгэл, урт хугацааны процессын тогтвортой байдлыг хянахын тулд чухал юм.

1. Катодын нуман плазмын үүсэл

Катодын нуман тунадасжуулалтын үед өндөр гүйдэлтэй, бага хүчдэлтэй нуман цэнэглэлт эхлэх үед бай гадаргуу дээр үүссэн микроскопийн катодын толбонуудад плазм үүсдэг.

Катодын толбоны гол шинж чанарууд нь дараахь зүйлийг агуулдаг.

1. Орон нутгийн гүйдлийн нягтрал маш өндөр (10⁶–10⁸ A/см²)

2. Хэт өндөр орон нутгийн температур

3. Катодын материалын хурдан тэсрэх ууршилт

Энэ процесс нь төвийг сахисан атомуудаас илүүтэйгээр ионжуулсан бай материалаас бүрдсэн плазм үүсгэдэг.

2. Ионжуулалтын өндөр зэрэг: Тодорхойлох шинж чанар

Катодын нуман плазмын хамгийн чухал шинж чанаруудын нэг бол түүний маш өндөр ионжуулалтын фракц юм.

Металлын төрөл зүйлийн ионжуулалтын түвшин 70-90%-иас хэтэрч болох ба ионуудын ихэнх нь олон цэнэгтэй (M²⁺, M³⁺) байдаг.

Энэхүү өндөр ионжуулалтын түвшин нь дараахь зүйлийг хийх боломжийг олгодог.

1. Хүчтэй ион-субстратын харилцан үйлчлэл

2. Сайжруулсан хальсны нягтрал

3. Харьцангуй бага субстратын температурт ч гэсэн бүрхүүлийн наалдац сайтай

Инженерийн үүднээс авч үзвэл өндөр ионжуулалт нь ялангуяа хатуу ба хамгаалалтын бүрхүүлийн хувьд өргөн бөгөөд бат бөх процессын цонхыг бий болгодог.

3. Өндөр ионы энерги ба чиглэл

Катодын нуман плазм нь өндөр өөрийн ионы энергийг харуулдаг бөгөөд ихэвчлэн хэдэн арван электрон вольтоос зуун гаруй электрон вольт хүртэл хэлбэлздэг.

Энэхүү эрчим хүчний плазмын үр дагаварт дараахь зүйлс орно.

1. Гадаргууг үр дүнтэй идэвхжүүлэх, цэвэрлэх

2. Субстрат дээрх адатомын хөдөлгөөн нэмэгдсэн

3. Нягт, нарийн ширхэгтэй эсвэл аморф хальсан бүтэц үүсэх

Субстратын хазайлттай хослуулсан үед ионы энергийг дараах тэнцвэрт байдалд яг тохируулан тохируулж болно:

1. Кино нягтрал

2. Үлдэгдэл стрессийн хяналт

3. Бүрхүүлийн наалдац

Энэхүү хяналттай байдал нь үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд катодын нуман системийн гол давуу тал юм.

4. Плазмын нягтрал ба тээвэрлэлтийн шинж чанарууд

Бусад PVD плазмуудтай харьцуулахад катодын нуман плазм нь дараахь зүйлийг үзүүлдэг.

1. Плазмын нягтрал маш өндөр

2. Катодын цэгээс хүчтэй өөрөө хөдөлгөгчтэй плазмын тэлэлт

Плазмын тээвэрлэлтэд дараах зүйлс нөлөөлдөг: Нуман гүйдэл; Соронзон жолоодлогын орон; Камерын геометр;

Плазмын зөв удирдамж нь дараахь зүйлийг хангана: Бүрхүүлийн жигд зузаан; Тогтвортой тунадасжилтын хурд; Бүрхүүл бүрийн тогтвортой бүрхүүлийн шинж чанар

5. Макро хэсгүүд: Плазмын төрөлхийн сорилт

Катодын нуман плазмын өвөрмөц онцлог нь макро хэсгүүд (дусал) нэгэн зэрэг үүсэх явдал юм.

Эдгээр хайлсан эсвэл хатуу хэсгүүд нь дараах шалтгаануудаас үүсдэг: Катодын цэгүүд дээр тэсрэх материалын хаягдал; Макро хэсгүүд нь дараахь зүйлд сөргөөр нөлөөлж болно:; Гадаргуугийн барзгар байдал; Оптик чанар; Трибологийн гүйцэтгэл.

Үүнийг шийдвэрлэхийн тулд аж үйлдвэрийн системүүд нь ерөнхийдөө дараахь зүйлийг нэгтгэдэг.

Соронзон эсвэл сувгийн төрлийн шүүлтүүртэй нуман плазмын системүүд

Оновчтой катодын цэгэн жолооны механизмууд

Шүүлтүүртэй нуман технологи нь бөөмийн бохирдлыг мэдэгдэхүйц бууруулахын зэрэгцээ ионжуулалтын өндөр ашиг тусыг хадгалах боломжийг олгодог.

-Энэ нийтлэлийг нийтэлсэнвакуум бүрэх тоног төхөөрөмжүйлдвэрлэгч Zhenhua тоос сорогч