Кино хальсыг тунадасжуулах вакуум ууршуулах аргын гол онцлог нь тунадасжуулах өндөр хурд юм. Шүрших аргын гол онцлог нь кино материалын өргөн сонголт, кино давхаргын жигд байдал сайн боловч тунадасжуулах хурд бага байдаг. Ионы бүрхүүл нь эдгээр хоёр процессыг хослуулсан арга юм.
Ионы бүрхүүлийн зарчим ба хальс үүсэх нөхцөл
Ионы бүрхүүлийн ажиллах зарчмыг Зурагт үзүүлэв. Вакуум камерыг 10-4 Па-аас доош даралттай шахаж, дараа нь инертийн хий (жишээ нь аргон)-аар 0.1~1 Па даралттай дүүргэнэ. Субстратад 5 кВ хүртэлх сөрөг тогтмол гүйдлийн хүчдэл хэрэглэсний дараа субстрат болон тигелийн хооронд нам даралтын хийн гэрэлтэлтийн плазмын бүс үүсдэг. Инерцийн хийн ионууд цахилгаан орны нөлөөгөөр хурдасч, субстратын гадаргууг бөмбөгдөж, ингэснээр ажлын хэсгийн гадаргууг цэвэрлэнэ. Энэхүү цэвэрлэгээний процесс дууссаны дараа бүрхүүлийн процесс нь тигелийн бүрхүүлд бүрэх материалыг ууршуулахаас эхэлнэ. Ууршсан уурын хэсгүүд нь плазмын бүсэд орж, диссоциацилагдсан инертийн эерэг ионууд болон электронуудтай мөргөлдөж, зарим уурын хэсгүүд нь диссоциацид орж, цахилгаан орны хурдатгалын нөлөөгөөр ажлын хэсэг болон бүрхүүлийн гадаргууг бөмбөгдөнө. Ионы бүрэх процесст зөвхөн тунадасжилт төдийгүй эерэг ионуудын цацалт явагддаг тул тунадасны нөлөө нь цацалтын нөлөөнөөс их байх үед л нимгэн хальс үүсч болно.
Субстратыг үргэлж өндөр энергийн ионоор бөмбөгддөг ионы бүрэх процесс нь маш цэвэр бөгөөд цацах болон ууршуулах бүрэхтэй харьцуулахад хэд хэдэн давуу талтай.
(1) Бат бөх наалддаг, бүрхүүлийн давхарга амархан хуулагддаггүй.
(a) Ионы бүрэх процесст гэрэлтэлтийн ялгаралтаас үүссэн олон тооны өндөр энергитэй хэсгүүдийг ашиглан суурийн гадаргуу дээр катодын цацалтын нөлөө үзүүлдэг бөгөөд суурийн гадаргуу дээр шингэсэн хий, тосыг цацаж цэвэрлэж, бүрэх процессыг бүрэн дуустал суурийн гадаргууг цэвэршүүлдэг.
(b) Бүрхүүлийн эхний шатанд цацалт болон тунадас зэрэгцэн оршдог бөгөөд энэ нь хальсны суурийн зааг дээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн шилжилтийн давхарга эсвэл хальсны материал болон суурь материалын холимог үүсгэж болох бөгөөд үүнийг "псевдо-диффузийн давхарга" гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь хальсны наалдамхай чанарыг үр дүнтэй сайжруулж чаддаг.
(2) Сайн ороох шинж чанар. Нэг шалтгаан нь бүрхүүл материалын атомууд өндөр даралтын дор ионжиж, суурь дээр хүрэх явцад хийн молекулуудтай хэд хэдэн удаа мөргөлддөг тул бүрхүүл материалын ионууд суурь дээр тархаж болно. Үүнээс гадна, ионжуулсан бүрхүүл материалын атомууд цахилгаан орны нөлөөн дор суурь гадаргуу дээр хуримтлагддаг тул суурь бүхэлдээ нимгэн хальсаар хуримтлагддаг боловч ууршуулах бүрхүүл нь энэ үр дүнд хүрч чадахгүй.
(3) Бүрхүүлийн өндөр чанар нь хуримтлагдсан хальсыг эерэг ионоор байнга бөмбөгдөхөөс үүдэлтэй конденсатын цацралтаас үүдэлтэй бөгөөд энэ нь бүрэх давхаргын нягтралыг сайжруулдаг.
(4) Металл болон металл бус материал дээр олон төрлийн бүрэх материал болон суурь материалыг бүрж болно.
(5) Химийн ууршилтын тунадасжилт (CVD)-тай харьцуулахад энэ нь суурь температур багатай, ихэвчлэн 500°C-аас доош байдаг боловч наалдах чадвар нь химийн ууршилтын тунадасжилтын хальстай бүрэн харьцуулж болно.
(6) Өндөр тунадасжилтын хурд, хурдан хальс үүсэх, хэдэн арван нанометрээс микрон хүртэл зузаан хальс бүрэх боломжтой.
Ионы бүрхүүлийн сул талууд нь: хальсны зузааныг нарийн хянах боломжгүй; нарийн бүрхүүл шаардлагатай үед согогийн концентраци өндөр байдаг; мөн бүрхүүлийн үед хий гадаргуу руу орж, гадаргуугийн шинж чанарыг өөрчилдөг. Зарим тохиолдолд хөндий ба цөм (1 нм-ээс бага) үүсдэг.
Тунадасжилтын хурдны хувьд ионы бүрхүүл нь ууршуулах аргатай харьцуулах боломжтой. Киноны чанарын хувьд ионы бүрхүүлээр гаргаж авсан хальс нь шүрших аргаар бэлтгэсэн хальстай ойролцоо буюу түүнээс ч илүү байдаг.
Нийтэлсэн цаг: 2022 оны 11-р сарын 08