फिल्म जमा करण्याच्या व्हॅक्यूम इव्हॅपोरेशन पद्धतीचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे उच्च डिपॉझिशन दर. स्पटरिंग पद्धतीचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे उपलब्ध फिल्म सामग्रीची विस्तृत श्रेणी आणि फिल्म लेयरची चांगली एकसमानता, परंतु डिपॉझिशन दर कमी असतो. आयन कोटिंग ही एक पद्धत आहे जी या दोन प्रक्रिया एकत्र करते.
आयन कोटिंगचे तत्त्व आणि फिल्म निर्मितीच्या अटी
आयन कोटिंगचे कार्यतत्त्व चित्रात दाखवले आहे. व्हॅक्यूम चेंबरमधील दाब १०⁻⁴ Pa पेक्षा कमी केला जातो आणि नंतर त्यात ०.१~१ Pa दाबापर्यंत निष्क्रिय वायू (उदा. आर्गॉन) भरला जातो. सबस्ट्रेटला ५ kV पर्यंतचा नकारात्मक DC व्होल्टेज लावल्यानंतर, सबस्ट्रेट आणि क्रुसिबलच्या दरम्यान कमी दाबाचे गॅस ग्लो डिस्चार्ज प्लाझ्मा क्षेत्र तयार होते. निष्क्रिय वायूचे आयन विद्युत क्षेत्रामुळे प्रवेगित होतात आणि सबस्ट्रेटच्या पृष्ठभागावर आदळतात, ज्यामुळे वर्कपीसचा पृष्ठभाग स्वच्छ होतो. ही स्वच्छता प्रक्रिया पूर्ण झाल्यावर, क्रुसिबलमधील लेप करायच्या पदार्थाच्या बाष्पीभवनाने कोटिंग प्रक्रिया सुरू होते. बाष्पीभवन झालेले बाष्पाचे कण प्लाझ्मा क्षेत्रात प्रवेश करतात आणि विघटित झालेल्या निष्क्रिय धन आयन आणि इलेक्ट्रॉनशी टक्कर देतात, आणि काही बाष्पाचे कण विद्युत क्षेत्राच्या प्रवेगामुळे विघटित होऊन वर्कपीस आणि कोटिंगच्या पृष्ठभागावर आदळतात. आयन प्लेटिंग प्रक्रियेमध्ये, सब्सट्रेटवर धन आयनांचे केवळ निक्षेपणच नाही तर स्फुरण देखील होते, त्यामुळे जेव्हा निक्षेपणाचा प्रभाव स्फुरणाच्या प्रभावापेक्षा जास्त असतो तेव्हाच पातळ थर तयार होऊ शकतो.
आयन कोटिंग प्रक्रिया, ज्यामध्ये सब्सट्रेटवर सतत उच्च-ऊर्जा आयनांचा मारा केला जातो, ती स्पटरिंग आणि इव्हॅपोरेशन कोटिंगच्या तुलनेत खूप स्वच्छ असून तिचे अनेक फायदे आहेत.
(1) मजबूत आसंजन, लेपाचा थर सहजपणे निघत नाही.
(अ) आयन कोटिंग प्रक्रियेमध्ये, ग्लो डिस्चार्जद्वारे निर्माण झालेल्या मोठ्या संख्येने उच्च-ऊर्जा कणांचा वापर सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर कॅथोडिक स्पटरिंग प्रभाव निर्माण करण्यासाठी केला जातो, सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर शोषलेले वायू आणि तेल स्पटरिंग आणि स्वच्छ करून सब्सट्रेटचा पृष्ठभाग शुद्ध केला जातो, जोपर्यंत संपूर्ण कोटिंग प्रक्रिया पूर्ण होत नाही.
(ब) कोटिंगच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, स्पटरिंग आणि डिपॉझिशन एकत्र घडतात, ज्यामुळे फिल्म बेसच्या इंटरफेसवर घटकांचा एक संक्रमण थर किंवा फिल्म मटेरियल आणि बेस मटेरियलचे मिश्रण तयार होऊ शकते, ज्याला "स्यूडो-डिफ्यूजन लेयर" म्हणतात, ज्यामुळे फिल्मची आसंजन कार्यक्षमता प्रभावीपणे सुधारली जाऊ शकते.
(२) उत्तम वेष्टन गुणधर्म. याचे एक कारण असे आहे की, लेपन पदार्थाचे अणू उच्च दाबाखाली आयनीकृत होतात आणि सब्सट्रेटपर्यंत पोहोचण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान वायूच्या रेणूंशी अनेक वेळा टक्कर देतात, ज्यामुळे लेपन पदार्थाचे आयन सब्सट्रेटच्या सभोवती विखुरले जाऊ शकतात. याव्यतिरिक्त, आयनीकृत लेपन पदार्थाचे अणू विद्युत क्षेत्राच्या प्रभावाखाली सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर जमा होतात, त्यामुळे संपूर्ण सब्सट्रेटवर एक पातळ थर जमा होतो, परंतु बाष्पीभवन लेपनामध्ये हा परिणाम साधता येत नाही.
(3) जमा झालेल्या फिल्मवर धन आयनांचा सतत मारा केल्यामुळे होणाऱ्या संघनित पदार्थांच्या स्फोटनामुळे लेपनाची उच्च गुणवत्ता प्राप्त होते, ज्यामुळे लेपन थराची घनता सुधारते.
(4) धातू किंवा अधातू पदार्थांवर विविध प्रकारचे कोटिंग साहित्य आणि सब्सट्रेट्स लेपित केले जाऊ शकतात.
(5)केमिकल व्हेपर डिपॉझिशन (CVD) च्या तुलनेत, यात सब्सट्रेटचे तापमान कमी असते, साधारणपणे 500°C पेक्षा कमी, परंतु त्याची आसंजन शक्ती केमिकल व्हेपर डिपॉझिशन फिल्म्सच्या पूर्णपणे तुलनीय असते.
(6) उच्च निक्षेपण दर, जलद फिल्म निर्मिती, आणि काही दहा नॅनोमीटरपासून ते मायक्रॉनपर्यंतच्या फिल्मची जाडी कोटिंग करण्याची क्षमता.
आयन कोटिंगचे तोटे असे आहेत: फिल्मच्या जाडीवर अचूकपणे नियंत्रण ठेवता येत नाही; जेव्हा सूक्ष्म कोटिंगची आवश्यकता असते तेव्हा दोषांचे प्रमाण जास्त असते; आणि कोटिंग दरम्यान वायू पृष्ठभागात प्रवेश करतात, ज्यामुळे पृष्ठभागाचे गुणधर्म बदलतात. काही प्रकरणांमध्ये, पोकळ्या आणि केंद्रके (१ नॅनोमीटरपेक्षा कमी) देखील तयार होतात.
निक्षेपण दराच्या बाबतीत, आयन कोटिंग हे बाष्पीभवन पद्धतीच्या तुलनीय आहे. फिल्मच्या गुणवत्तेच्या बाबतीत, आयन कोटिंगद्वारे तयार केलेल्या फिल्म्स स्पटरिंगद्वारे तयार केलेल्या फिल्म्सच्या जवळपास किंवा त्याहूनही चांगल्या असतात.
पोस्ट करण्याची वेळ: नोव्हेंबर-०८-२०२२