फिल्म्स जमा करण्यासाठी व्हॅक्यूम बाष्पीभवन पद्धतीचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे उच्च डिपॉझिशन रेट. स्पटरिंग पद्धतीचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे उपलब्ध फिल्म मटेरियलची विस्तृत श्रेणी आणि फिल्म लेयरची चांगली एकरूपता, परंतु डिपॉझिशन रेट कमी आहे. आयन कोटिंग ही एक पद्धत आहे जी या दोन प्रक्रियांना एकत्र करते.
आयन कोटिंगचे तत्व आणि फिल्म निर्मितीची परिस्थिती
आयन कोटिंगचे कार्य तत्व चित्रात दाखवले आहे. व्हॅक्यूम चेंबर 10-4 Pa पेक्षा कमी दाबाने पंप केला जातो आणि नंतर 0.1~1 Pa च्या दाबाने निष्क्रिय वायूने (उदा. आर्गॉन) भरला जातो. सब्सट्रेटवर 5 kV पर्यंतचा नकारात्मक DC व्होल्टेज लागू केल्यानंतर, सब्सट्रेट आणि क्रूसिबल दरम्यान कमी दाबाचा गॅस ग्लो डिस्चार्ज प्लाझ्मा झोन स्थापित केला जातो. निष्क्रिय वायू आयन विद्युत क्षेत्राद्वारे प्रवेगित होतात आणि सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर बॉम्बफेक करतात, अशा प्रकारे वर्कपीसची पृष्ठभाग साफ करतात. ही साफसफाई प्रक्रिया पूर्ण झाल्यानंतर, क्रूसिबलमध्ये लेपित करायच्या सामग्रीच्या बाष्पीभवनासह कोटिंग प्रक्रिया सुरू होते. बाष्पीभवन केलेले बाष्प कण प्लाझ्मा झोनमध्ये प्रवेश करतात आणि विलग केलेल्या निष्क्रिय सकारात्मक आयन आणि इलेक्ट्रॉनशी टक्कर देतात आणि काही बाष्प कण विलग होतात आणि विद्युत क्षेत्राच्या प्रवेगाखाली वर्कपीस आणि कोटिंग पृष्ठभागावर बॉम्बफेक करतात. आयन प्लेटिंग प्रक्रियेत, सब्सट्रेटवर केवळ निक्षेपणच नाही तर सकारात्मक आयनांचे थुंकणे देखील होते, म्हणून पातळ थर तेव्हाच तयार होऊ शकतो जेव्हा निक्षेपण प्रभाव स्पटरिंग प्रभावापेक्षा जास्त असतो.
आयन कोटिंग प्रक्रिया, ज्यामध्ये सब्सट्रेटवर नेहमीच उच्च-ऊर्जा आयनांचा भडिमार केला जातो, तो खूप स्वच्छ असतो आणि स्पटरिंग आणि बाष्पीभवन कोटिंगच्या तुलनेत त्याचे अनेक फायदे आहेत.
(१) मजबूत चिकटपणा, कोटिंगचा थर सहजासहजी सोलत नाही.
(अ) आयन कोटिंग प्रक्रियेत, ग्लो डिस्चार्जद्वारे निर्माण होणाऱ्या मोठ्या संख्येने उच्च-ऊर्जा कणांचा वापर सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर कॅथोडिक स्पटरिंग प्रभाव निर्माण करण्यासाठी केला जातो, संपूर्ण कोटिंग प्रक्रिया पूर्ण होईपर्यंत सब्सट्रेट पृष्ठभाग शुद्ध करण्यासाठी सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर शोषलेल्या वायू आणि तेलाचे स्पटरिंग आणि साफसफाई केली जाते.
(b) कोटिंगच्या सुरुवातीच्या टप्प्यावर, थुंकणे आणि निक्षेपण एकत्र राहतात, जे फिल्म बेसच्या इंटरफेसवर घटकांचा एक संक्रमण थर किंवा फिल्म मटेरियल आणि बेस मटेरियलचे मिश्रण तयार करू शकते, ज्याला "स्यूडो-डिफ्यूजन लेयर" म्हणतात, जे फिल्मच्या आसंजन कार्यप्रदर्शनात प्रभावीपणे सुधारणा करू शकते.
(२) चांगले रॅप-अराउंड गुणधर्म. एक कारण म्हणजे कोटिंग मटेरियलचे अणू उच्च दाबाखाली आयनीकृत होतात आणि सब्सट्रेटपर्यंत पोहोचण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान ते वायूच्या रेणूंशी अनेक वेळा टक्कर देतात, ज्यामुळे कोटिंग मटेरियलचे आयन सब्सट्रेटभोवती विखुरले जाऊ शकतात. याव्यतिरिक्त, आयनीकृत कोटिंग मटेरियलचे अणू विद्युत क्षेत्राच्या क्रियेखाली सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर जमा होतात, त्यामुळे संपूर्ण सब्सट्रेट पातळ फिल्मसह जमा होतो, परंतु बाष्पीभवन कोटिंग हा परिणाम साध्य करू शकत नाही.
(३) कोटिंगची उच्च गुणवत्ता ही जमा झालेल्या फिल्मवर सकारात्मक आयनांसह सतत होणाऱ्या भडिमारामुळे होणाऱ्या कंडेन्सेटच्या थुंकण्यामुळे असते, ज्यामुळे कोटिंग लेयरची घनता सुधारते.
(४) धातू किंवा धातू नसलेल्या पदार्थांवर विविध प्रकारचे कोटिंग साहित्य आणि सब्सट्रेट्स लेपित केले जाऊ शकतात.
(५) रासायनिक वाष्प निक्षेपण (CVD) च्या तुलनेत, त्याचे सब्सट्रेट तापमान कमी असते, सामान्यत: ५००°C पेक्षा कमी, परंतु त्याची आसंजन शक्ती रासायनिक वाष्प निक्षेपण फिल्म्सशी पूर्णपणे तुलनात्मक आहे.
(६) उच्च निक्षेपण दर, जलद फिल्म निर्मिती आणि दहा नॅनोमीटर ते मायक्रॉन पर्यंत फिल्मची जाडी कोटिंग करू शकते.
आयन कोटिंगचे तोटे असे आहेत: फिल्मची जाडी अचूकपणे नियंत्रित करता येत नाही; बारीक कोटिंग आवश्यक असताना दोषांची एकाग्रता जास्त असते; आणि कोटिंग दरम्यान वायू पृष्ठभागावर प्रवेश करतील, ज्यामुळे पृष्ठभागाचे गुणधर्म बदलतील. काही प्रकरणांमध्ये, पोकळी आणि केंद्रके (१ एनएम पेक्षा कमी) देखील तयार होतात.
निक्षेपण दराबद्दल, आयन कोटिंग बाष्पीभवन पद्धतीशी तुलनात्मक आहे. फिल्म गुणवत्तेबद्दल, आयन कोटिंगद्वारे तयार केलेले फिल्म स्पटरिंगद्वारे तयार केलेल्या फिल्मच्या जवळ किंवा त्यापेक्षा चांगले असतात.
पोस्ट वेळ: नोव्हेंबर-०८-२०२२