Hovedtrekket ved vakuumfordampningsmetoden for avsetning av filmer er den høye avsetningshastigheten.Hovedtrekket ved sputtermetoden er det brede spekteret av tilgjengelige filmmaterialer og den gode jevnheten til filmlaget, men avsetningshastigheten er lav.Ionebelegg er en metode som kombinerer disse to prosessene.
Ionebeleggprinsipp og filmdannelsesforhold
Arbeidsprinsippet for ionebelegg er vist på bildet.Vakuumkammeret pumpes til et trykk under 10-4 Pa, og fylles deretter med inertgass (f.eks. argon) til et trykk på 0,1~1 Pa. Etter at en negativ likespenning på opptil 5 kV påføres underlaget, lavtrykksgassglødutladningsplasmasonen etableres mellom substratet og digelen.De inerte gassionene akselereres av det elektriske feltet og bombarderer overflaten av substratet, og renser dermed overflaten til arbeidsstykket.Etter at denne renseprosessen er fullført, begynner belegningsprosessen med fordamping av materialet som skal belegges i digelen.De fordampede damppartiklene kommer inn i plasmasonen og kolliderer med de dissosierte inerte positive ionene og elektronene, og noen av damppartiklene dissosieres og bombarderer arbeidsstykket og beleggsoverflaten under akselerasjonen av det elektriske feltet.I ionpletteringsprosessen er det ikke bare avsetning, men også sputtering av positive ioner på underlaget, så den tynne filmen kan bare dannes når avsetningseffekten er større enn sputtereffekten.
Ionebeleggingsprosessen, hvor substratet alltid bombarderes med høyenergiioner, er veldig rent og har en rekke fordeler sammenlignet med sputtering og fordampningsbelegg.
(1) Sterk vedheft, belegglaget flasser ikke lett av.
(a) I ionbeleggingsprosessen brukes et stort antall høyenergipartikler generert av glødeutslippet til å produsere en katodisk sputtereffekt på overflaten av underlaget, sputtering og rensing av gassen og oljen som er adsorbert på overflaten av underlaget. substrat for å rense substratoverflaten til hele belegningsprosessen er fullført.
(b) På det tidlige stadiet av belegget eksisterer sputtering og avsetning samtidig, som kan danne et overgangslag av komponenter ved grensesnittet til filmbasen eller en blanding av filmmaterialet og basismaterialet, kalt "pseudo-diffusjonslag", som effektivt kan forbedre adhesjonsytelsen til filmen.
(2) Gode omslagsegenskaper.En årsak er at beleggmaterialatomene ioniseres under høyt trykk og kolliderer med gassmolekyler flere ganger i løpet av prosessen med å nå substratet, slik at beleggmaterialets ioner kan spres rundt substratet.I tillegg avsettes de ioniserte beleggmaterialatomene på overflaten av substratet under påvirkning av elektrisk felt, slik at hele substratet avsettes med en tynn film, men fordampningsbelegg kan ikke oppnå denne effekten.
(3) Den høye kvaliteten på belegget skyldes sputtering av kondensat forårsaket av konstant bombardement av den avsatte filmen med positive ioner, noe som forbedrer belegglagets tetthet.
(4) Et bredt utvalg av beleggmaterialer og substrater kan belegges på metalliske eller ikke-metalliske materialer.
(5) Sammenlignet med kjemisk dampavsetning (CVD) har den en lavere substrattemperatur, typisk under 500 °C, men dens adhesjonsstyrke er fullstendig sammenlignbar med kjemiske dampavsetningsfilmer.
(6) Høy avsetningshastighet, rask filmdannelse og kan belegge filmtykkelser fra titalls nanometer til mikron.
Ulempene med ionebelegg er: tykkelsen på filmen kan ikke kontrolleres nøyaktig;konsentrasjonen av defekter er høy når fint belegg er nødvendig;og gasser vil komme inn i overflaten under belegget, noe som vil endre overflateegenskapene.I noen tilfeller dannes også hulrom og kjerner (mindre enn 1 nm).
Når det gjelder avsetningshastighet, er ionebelegg sammenlignbart med fordampningsmetoden.Når det gjelder filmkvalitet, er filmene produsert ved ionebelegg nær eller bedre enn de som er fremstilt ved sputtering.
Innleggstid: Nov-08-2022