ପିଭିଡି ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଶକ୍ତି ଘନତା ଫିଲ୍ମ ଘନତାକୁ କିପରି ପ୍ରଭାବିତ କରେ

ଭୌତିକ ବାଷ୍ପ ଜମା ​​(PVD)ରେ, ଫିଲ୍ମ ଘନତା ହେଉଛି ଏକ ଆବରଣର ଯାନ୍ତ୍ରିକ, ଅପ୍ଟିକାଲ୍, ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଏବଂ କ୍ଷୟ-ପ୍ରତିରୋଧୀ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରୁଥିବା ପ୍ରମୁଖ ସୂଚକ ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ। କଠିନ ଆବରଣ, ସାଜସଜ୍ଜା ଫିଲ୍ମ, ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଆବରଣ ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ପତଳା ଫିଲ୍ମ ପାଇଁ, ଏକ ଘନ ମାଇକ୍ରୋଷ୍ଟ୍ରକ୍ଚର ସାଧାରଣତଃ ଉତ୍ତମ ଆସନ, ଉଚ୍ଚ କଠୋରତା, ନିମ୍ନ ପୋରୋସିଟି ଏବଂ ପରିଧାନ ଏବଂ ପରିବେଶଗତ ଅବକ୍ଷୟ ପ୍ରତି ଉନ୍ନତ ପ୍ରତିରୋଧ ସହିତ ଜଡିତ।

ତଥାପି, ଫିଲ୍ମ ଘନତା କେବଳ ଜମା ଶକ୍ତି କିମ୍ବା ଜମା ହାର ବୃଦ୍ଧି କରି ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ ନାହିଁ। ଏହାର ମୂଳରେ, ଏହା ବଢ଼ୁଥିବା ଫିଲ୍ମକୁ ପ୍ରଦାନ କରାଯାଇଥିବା ଶକ୍ତି ଘନତା ସହିତ ଘନିଷ୍ଠ ଭାବରେ ଜଡିତ, ଯାହା ପୃଷ୍ଠ ଗତିଶୀଳତା, ଆଡାଟମ୍ ପ୍ରସାରଣ, ନ୍ୟୁକ୍ଲିଏସନ୍ ଆଚରଣ, ଶସ୍ୟ ବୃଦ୍ଧି ଏବଂ ଜମା ସମୟରେ ତ୍ରୁଟି ବିବର୍ତ୍ତନକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରେ।

ତେଣୁ PVD ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରିବା ପାଇଁ ଶକ୍ତି ଇନପୁଟ୍, ଆୟନ୍ ବୋମାମାଡ଼, ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ତାପମାତ୍ରା ଏବଂ ଫିଲ୍ମ ମାଇକ୍ରୋଷ୍ଟ୍ରକଚର ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କକୁ ବୁଝିବା ଅତ୍ୟନ୍ତ ଜରୁରୀ।

୧. PVD ରେ ଶକ୍ତି ଘନତା କ'ଣ?

PVD ରେ, ଶକ୍ତି ଘନତା ଶବ୍ଦଟି ସାଧାରଣତଃ ପ୍ରତି ୟୁନିଟ୍ କ୍ଷେତ୍ରଫଳରେ ଏବଂ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଅବଧି ମଧ୍ୟରେ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ କିମ୍ବା ବଢ଼ୁଥିବା ଫିଲ୍ମକୁ ପ୍ରଦାନ କରାଯାଉଥିବା ଶକ୍ତିର ପରିମାଣକୁ ବର୍ଣ୍ଣନା କରେ। ବ୍ୟବହାରିକ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂରେ, ଏହା ଆୟନ୍ ଶକ୍ତି, ଆୟନ୍ ଫ୍ଲକ୍ସ, ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପକ୍ଷପାତ, ପ୍ଲାଜ୍ମା ଘନତା, ନିର୍ଗମନ ଶକ୍ତି, ଜମା ହାର ଏବଂ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ତାପମାତ୍ରା ଭଳି ପାରାମିଟର ସହିତ ଘନିଷ୍ଠ ଭାବରେ ଜଡିତ।

ଆୟନକୃତ PVD ପ୍ରକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକ ପାଇଁ, ବିଶେଷକରି କ୍ୟାଥୋଡିକ୍ ଆର୍କ ଡିପୋଜିସନ୍ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି ମ୍ୟାଗ୍ନେଟ୍ରନ୍ ସ୍ପଟରିଂ ପାଇଁ, ବର୍ଦ୍ଧିତ ଫିଲ୍ମ କେବଳ ନିରପେକ୍ଷ ଡିପୋଜିସନ୍ ପ୍ରଜାତି ସହିତ ନୁହେଁ ବରଂ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଆୟନଗୁଡ଼ିକର ମଧ୍ୟ ସାମ୍ନାରେ ଥାଏ। ଯେତେବେଳେ ଏକ ଉପଯୁକ୍ତ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପକ୍ଷ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଏ, ଏହି ଆୟନଗୁଡ଼ିକ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପୃଷ୍ଠ ଆଡ଼କୁ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ ହୁଏ, ବର୍ଦ୍ଧିତ ଫିଲ୍ମକୁ ଶକ୍ତି ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ କରେ।

ଏହି ଶକ୍ତି ଇନପୁଟ୍ ପୃଷ୍ଠରେ ଜମା ହୋଇଥିବା ପରମାଣୁ ଏବଂ ଆୟନଗୁଡ଼ିକର ଗତିଶୀଳତାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ। ପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ଶକ୍ତି ଆଡାଟମ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ ସ୍ଥାନୀୟ ପ୍ରସାରଣ ବାଧାଗୁଡ଼ିକୁ ଅତିକ୍ରମ କରିବାକୁ, ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଭାବରେ ଅନୁକୂଳ ସ୍ଥିତିକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତର କରିବାକୁ ଏବଂ ବିକାଶଶୀଳ ଫିଲ୍ମ ମଧ୍ୟରେ ଥିବା ଅଣୁବୀକ୍ଷଣିକ ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନଗୁଡ଼ିକୁ ପୂରଣ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ। ଫଳସ୍ୱରୂପ, ଫିଲ୍ମଟି ଏକ ଆପେକ୍ଷିକ ଛିଦ୍ରଯୁକ୍ତ ଗଠନରୁ ଏକ ଘନ, ସଂକ୍ଷିପ୍ତ ମାଇକ୍ରୋଷ୍ଟ୍ରକଚର ଆଡ଼କୁ ବିକଶିତ ହୋଇପାରେ।

ତେଣୁ, ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱକୁ PVD ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାରାମିଟର ଏବଂ ଚୂଡ଼ାନ୍ତ ଫିଲ୍ମ ଗଠନ ମଧ୍ୟରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ସେତୁ ଭାବରେ ବିବେଚନା କରାଯିବା ଉଚିତ।

୨. କାହିଁକି ଶକ୍ତି ଇନପୁଟ୍ ଫିଲ୍ମ ଘନତା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରେ

ଜମା ହେବାର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ, ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍‌ରେ ପହଞ୍ଚିବା ପରମାଣୁ କିମ୍ବା ଆୟନଗୁଡ଼ିକ ତୁରନ୍ତ ଏକ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ସଙ୍କୁଚିତ ସ୍ତର ଗଠନ କରନ୍ତି ନାହିଁ। ସେମାନେ ପୃଷ୍ଠରେ ନ୍ୟୁକ୍ଲିଏଟ୍ ହୁଅନ୍ତି, ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହୁଅନ୍ତି ଏବଂ ଧୀରେ ଧୀରେ ଦ୍ୱୀପ ସୃଷ୍ଟି କରନ୍ତି ଯାହା ଶେଷରେ ଏକ ନିରନ୍ତର ଫିଲ୍ମରେ ମିଶିଯାଏ।

ଯଦି ଆସୁଥିବା ପ୍ରଜାତିମାନଙ୍କର ପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ଗତିଜ ଶକ୍ତି ନଥାଏ, ତେବେ ସେମାନଙ୍କର ପୃଷ୍ଠ ଗତିଶୀଳତା ସୀମିତ ହୋଇଥାଏ। ସେମାନେ ସେମାନଙ୍କର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଅବତରଣ ସ୍ଥାନର ନିକଟତର ରହିପାରନ୍ତି, ଯାହା ଫଳରେ ପୃଷ୍ଠର ଅପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରସାରଣ ଏବଂ ଅଣୁବୀକ୍ଷଣିକ ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇପାରେ। ଜମା ଜାରି ରହିବା ସହିତ, ଏହି ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନଗୁଡ଼ିକ ଏକ ସ୍ତମ୍ଭକାର ଏବଂ ଆପେକ୍ଷିକ ଛିଦ୍ରଯୁକ୍ତ ସୂକ୍ଷ୍ମ ଗଠନରେ ବିକଶିତ ହୋଇପାରେ।

ଏହି ଘଟଣାଟି ନିମ୍ନ-ତାପମାନ ଜମା ପ୍ରକ୍ରିୟା କିମ୍ବା ପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ଆୟନ ବୋମାମାଡ଼ ସହିତ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା ସିଷ୍ଟମଗୁଡ଼ିକରେ ବିଶେଷ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ।

ଯେତେବେଳେ ବଢ଼ୁଥିବା ଫିଲ୍ମକୁ ପ୍ରଦାନ କରାଯାଉଥିବା ଶକ୍ତି ଉପଯୁକ୍ତ ସ୍ତରକୁ ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଏ, ପୃଷ୍ଠ ପ୍ରସାରଣ ଅଧିକ ସକ୍ରିୟ ହୁଏ। ଜମା ହୋଇଥିବା ପ୍ରଜାତି ପୃଷ୍ଠରେ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହୋଇ ନିମ୍ନ-ଶକ୍ତି ସ୍ଥାନ ଅଧିକାର କରିପାରନ୍ତି, ଯେତେବେଳେ ଆୟନ ବୋମାମାଡ଼ ପରମାଣୁ ପୁନର୍ବିନ୍ୟାସ, ତ୍ରୁଟି ହ୍ରାସ ଏବଂ ଶୂନ୍ୟତା ବନ୍ଦକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିପାରେ। ଫଳସ୍ୱରୂପ ଫିଲ୍ମ ସାଧାରଣତଃ ଏକ ଘନ ଆକୃତି ଏବଂ ଦୃଢ଼ ଆନ୍ତଃମୁଖ ବନ୍ଧନ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ।

ଏକ ସୂକ୍ଷ୍ମ ଗଠନାତ୍ମକ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣରୁ, ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟ କେବଳ "ଶକ୍ତି ବୃଦ୍ଧି" କରିବା ନୁହେଁ, ବରଂ ଫିଲ୍ମ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ସମୟରେ ଏକ ଉପଯୁକ୍ତ ଶକ୍ତି-ପ୍ରତି-ପ୍ରବାହ ଅନୁପାତ ସ୍ଥାପନ କରିବା।

3. ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପକ୍ଷପାତର ଭୂମିକା

ଉପଲବ୍ଧ PVD ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ, ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ବାୟାସ୍ ଭୋଲଟେଜ୍ ହେଉଛି ଆୟନ୍ ବୋମାମାଡ଼ ଶକ୍ତି ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପାଇଁ ସବୁଠାରୁ ସିଧାସଳଖ ପଦ୍ଧତି ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ।

ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍‌ରେ ଏକ ନକାରାତ୍ମକ ପକ୍ଷପାତ ପ୍ରୟୋଗ କରିବା ଦ୍ଵାରା ଏକ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ସମ୍ଭାବନା ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ ଯାହା ସକାରାତ୍ମକ ଚାର୍ଜଯୁକ୍ତ ଆୟନଗୁଡ଼ିକୁ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପୃଷ୍ଠ ଆଡ଼କୁ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ କରେ। ପକ୍ଷପାତର ପରିମାଣ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ଦ୍ଵାରା ସାଧାରଣତଃ ଆୟନ ପ୍ରଭାବ ଶକ୍ତି ବୃଦ୍ଧି ହୁଏ, ଯାହା ପୃଷ୍ଠ ସକ୍ରିୟକରଣ ଏବଂ ଫିଲ୍ମ ଘନତାକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିପାରିବ।

ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, TiN, CrN, TiAlN, DLC, ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଆବରଣର ଜମାରେ, ଏକ ଉପଯୁକ୍ତ ପକ୍ଷପାତ ଅବସ୍ଥା ଫିଲ୍ମ ଘନତା, କଠୋରତା, ଆସନେଶନ ଏବଂ ପରିଧାନ ପ୍ରତିରୋଧକୁ ଉନ୍ନତ କରିପାରିବ।

ତଥାପି, ବାଇଆସ୍ ଭୋଲଟେଜ୍ ଏବଂ ଫିଲ୍ମ ଗୁଣବତ୍ତା ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ ରେଖୀୟ ନୁହେଁ। ଯଦି ଆୟନ୍ ବୋମାମାଡ଼ ଶକ୍ତି ଅତ୍ୟଧିକ ହୋଇଯାଏ, ତେବେ ଅନେକ ଅବାଞ୍ଛିତ ପ୍ରଭାବ ଘଟିପାରେ, ଯେପରିକି ରେସ୍ପୁଟରିଂ, ଇମ୍ପ୍ଲାଣ୍ଟେସନ୍, ଅବଶିଷ୍ଟ ଚାପ ସଂଗ୍ରହ, ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଗରମ କରିବା, ତ୍ରୁଟି ସୃଷ୍ଟି କରିବା ଏବଂ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ କ୍ଷତି ମଧ୍ୟ।

ଅତ୍ୟଧିକ ଆୟନ ବୋମା ମାଡ଼ ମଧ୍ୟ ଫିଲ୍ମ ପୃଷ୍ଠରୁ ପୂର୍ବରୁ ଜମା ହୋଇଥିବା ପରମାଣୁଗୁଡ଼ିକୁ ଅପସାରଣ କରିପାରେ, ନେଟ୍ ଜମା ହାରକୁ ହ୍ରାସ କରିପାରେ ଏବଂ ଆବରଣ ଗଠନକୁ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ଭାବରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିପାରେ।

ତେଣୁ, କେବଳ ଏକ ଉଚ୍ଚ ବାଇଆସ୍ ଭୋଲଟେଜ ଅନୁସରଣ କରିବା ପରିବର୍ତ୍ତେ, ସର୍ବୋତ୍ତମ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପକ୍ଷପାତ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ସାମଗ୍ରୀ, ଆବରଣ ପ୍ରଣାଳୀ, ଆୟନ୍ ପ୍ରଜାତି, ପ୍ଲାଜ୍ମା ଘନତ୍ୱ, ଜମା ହାର ଏବଂ ଆବଶ୍ୟକୀୟ ଫିଲ୍ମ ଗୁଣ ଅନୁସାରେ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯିବା ଉଚିତ।

୪. ଆୟନ ଫ୍ଲକ୍ସ ଏବଂ ଆୟନ ଶକ୍ତିକୁ ଏକାଠି ବିଚାର କରାଯିବା ଉଚିତ।

ଫିଲ୍ମ ଘନତା କେବଳ ଆୟନ ଶକ୍ତି ଦ୍ୱାରା ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ହୁଏ। ଆୟନ ଫ୍ଲକ୍ସ, ଅର୍ଥାତ୍ ପ୍ରତି ୟୁନିଟ୍ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ ଏବଂ ସମୟରେ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟରେ ପହଞ୍ଚିବା ଆୟନ ସଂଖ୍ୟା, ସମାନ ଭାବରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ।

ଏକ ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି ଆୟନ ଫ୍ଲକ୍ସ ବର୍ଦ୍ଧିତ ଫିଲ୍ମକୁ ଯଥେଷ୍ଟ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିପାରିବ, କିନ୍ତୁ ଯଦି ଆୟନ ଫ୍ଲକ୍ସ ଅତ୍ୟଧିକ କମ୍ ହୁଏ, ତେବେ ଫିଲ୍ମକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ମୋଟ ଶକ୍ତି ପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ରହିପାରେ। ବିପରୀତ ଭାବରେ, ଅତ୍ୟଧିକ ଶକ୍ତିରେ ଏକ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଉଚ୍ଚ ଆୟନ ଫ୍ଲକ୍ସ ତୀବ୍ର ବୋମାମାଡ଼ ଏବଂ ଅନାବଶ୍ୟକ ପ୍ରତ୍ୟୁଷ କିମ୍ବା ତାପଜ ଲୋଡିଂ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ।

ଏହି କାରଣରୁ, ଉନ୍ନତ PVD ପ୍ରକ୍ରିୟା ବିକାଶ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପକ୍ଷପାତକୁ ଏକ ପୃଥକ ପାରାମିଟର ଭାବରେ ବିଚାର କରିବା ପରିବର୍ତ୍ତେ ଆୟନ ଶକ୍ତି ଏବଂ ଆୟନ ଫ୍ଲକ୍ସ ମଧ୍ୟରେ ମିଳିତ ସମ୍ପର୍କକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା ଉପରେ ଅଧିକ ଗୁରୁତ୍ୱ ଦେଉଛି।

ଏହି ସମ୍ପର୍କ କ୍ୟାଥୋଡିକ୍ ଆର୍କ PVD ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି ଇମ୍ପଲ୍ସ ମ୍ୟାଗ୍ନେଟ୍ରନ୍ ସ୍ପଟରିଂ (HiPIMS) ଭଳି ଉଚ୍ଚ ଆୟନକୃତ ଜମା ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ବିଶେଷ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ। ଜମା ପ୍ରଜାତିଗୁଡ଼ିକର ଆୟନକୃତ ଅଂଶକୁ ବୃଦ୍ଧି କରି, ଏହି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାଗୁଡ଼ିକ ବର୍ଦ୍ଧିତ ଫିଲ୍ମକୁ ପ୍ରଦାନ କରାଯାଉଥିବା ଶକ୍ତିକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବାରେ ଅଧିକ ନମନୀୟତା ପ୍ରଦାନ କରେ।

5. ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱ ଏବଂ ସୂକ୍ଷ୍ମ ଗଠନାତ୍ମକ ବିବର୍ତ୍ତନ

ଫିଲ୍ମର ସୂକ୍ଷ୍ମ ଗଠନର ବିବର୍ତ୍ତନ ମାଧ୍ୟମରେ ମଧ୍ୟ ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱର ପ୍ରଭାବକୁ ବୁଝିହେବ।

ଆପେକ୍ଷିକ ଭାବରେ କମ୍ ଶକ୍ତି ଜମା ପରିସ୍ଥିତିରେ, ସୀମିତ ପୃଷ୍ଠ ଗତିଶୀଳତା ଶୂନ୍ୟ କିମ୍ବା ସ୍ତମ୍ଭାକାର ବୃଦ୍ଧିକୁ ନେଇପାରେ, ବିଶେଷକରି ଯେତେବେଳେ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ତାପମାତ୍ରା କମ୍ ଥାଏ ଏବଂ ଜମା ହୋଇଥିବା ପ୍ରଜାତିଗୁଡ଼ିକର ପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ଗତିଶୀଳତା ଥାଏ।

ଉପଯୁକ୍ତ ପ୍ରକ୍ରିୟା ୱିଣ୍ଡୋ ମଧ୍ୟରେ ଶକ୍ତି ଇନପୁଟ୍ ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ, ପୃଷ୍ଠ ପ୍ରସାରଣ ଅଧିକ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ହୁଏ ଏବଂ ସୂକ୍ଷ୍ମ ଗଠନ ଧୀରେ ଧୀରେ ଅଧିକ ସଂକୁଚିତ ହୁଏ। ଶସ୍ୟ ସୀମା ଏବଂ ଆନ୍ତଃସ୍ତମ୍ଭ ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନକୁ ହ୍ରାସ କରାଯାଇପାରିବ, ଯେତେବେଳେ ଆବରଣ ଅଧିକ ନିରନ୍ତର ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଭାବରେ ସ୍ଥିର ହୋଇଥାଏ।

ତଥାପି, ଶକ୍ତି ଘନତାରେ ଆହୁରି ବୃଦ୍ଧି ସହିତ, ପ୍ରକ୍ରିୟାଟି ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଆୟନ ବୋମାମାଡ଼ ଦ୍ୱାରା ପ୍ରାଧାନ୍ୟିତ ଏକ ଶାସନରେ ପ୍ରବେଶ କରିପାରିବ। ରେସପୁଟରିଂ ଏବଂ ପରମାଣୁ ପିନିଂ କ୍ରମଶଃ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ହୋଇଯାଏ, ସମ୍ଭାବ୍ୟ ଭାବରେ ଉଚ୍ଚ ସଙ୍କୋଚନଶୀଳ ଅବଶିଷ୍ଟ ଚାପ ସୃଷ୍ଟି କରେ। ଯଦିଓ ଆବରଣ ଘନ ରହିପାରେ, ଅତ୍ୟଧିକ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଚାପ ଆବଦ୍ଧତାକୁ ହ୍ରାସ କରିପାରେ ଏବଂ ଫାଟିବା କିମ୍ବା ଡିଲାମିନେସନ୍ ହୋଇପାରେ।

ଫଳସ୍ୱରୂପ, ସାଧାରଣତଃ ଏକ ସରଳ ସମ୍ପର୍କ ପରିବର୍ତ୍ତେ ଏକ ସର୍ବୋତ୍ତମ ଶକ୍ତି-ଘନତା ୱିଣ୍ଡୋ ଥାଏ ଯେଉଁଥିରେ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ସର୍ବଦା ଭଲ ଫିଲ୍ମ ଉତ୍ପାଦନ କରେ।

୬. ଶକ୍ତି ଘନତା ଏବଂ "ପରମାଣୁ ପ୍ରସବ" ପ୍ରଭାବ

ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଆୟନ ବୋମା ମାଡ଼ ସହିତ ଜଡିତ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଯନ୍ତ୍ର ହେଉଛି ପରମାଣୁ ପିନିଂ ପ୍ରଭାବ।

ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଆୟନ ବୋମାମାଡ଼ ସମୟରେ, ଆସୁଥିବା ଆୟନଗୁଡ଼ିକ ପୃଷ୍ଠ ପରମାଣୁକୁ ଗତି ସ୍ଥାନାନ୍ତର କରନ୍ତି, ଯାହା ସ୍ଥାନୀୟ ପରମାଣୁ ବିସ୍ଥାପନ ଏବଂ ପୁନର୍ବିନ୍ୟାସ ସୃଷ୍ଟି କରେ। ଏହା ପରମାଣୁଗୁଡ଼ିକୁ ଅଧିକ କଡ଼ାକଡ଼ି ଭାବରେ ପ୍ୟାକ୍ ହୋଇଥିବା ବିନ୍ୟାସରେ ବାଧ୍ୟ କରିପାରେ ଏବଂ ବର୍ଦ୍ଧିତ ଫିଲ୍ମ ମଧ୍ୟରେ ଖୋଲା ଭଲ୍ୟୁମର ବିକାଶକୁ ଦମନ କରିପାରେ।

ଫଳାଫଳ ଉନ୍ନତ କଠୋରତା ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ସ୍ଥିରତା ସହିତ ଏକ ଘନ ମାଇକ୍ରୋଷ୍ଟ୍ରକଚର ହୋଇପାରେ।

ଏହି ଯନ୍ତ୍ରପାତି ବିଶେଷ ଭାବରେ କଠିନ PVD ଆବରଣ ପାଇଁ ପ୍ରାସଙ୍ଗିକ। TiN, CrN, TiCN, AlTiN ଏବଂ ସମ୍ପର୍କିତ ନାଇଟ୍ରାଇଡ୍ ଆବରଣ ଭଳି ସିଷ୍ଟମ ପାଇଁ, ଉପଯୁକ୍ତ ଆୟନ ବୋମା ଉଚ୍ଚ ଫିଲ୍ମ ଘନତ୍ୱ ଏବଂ ଉନ୍ନତ ଯାନ୍ତ୍ରିକ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାରେ ଅବଦାନ ରଖିପାରେ।

ତଥାପି, ଅତ୍ୟଧିକ ପରମାଣୁ ପିନିଂ ଯଥେଷ୍ଟ ସଂକୋଚନାତ୍ମକ ଅବଶିଷ୍ଟ ଚାପ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ। ତେଣୁ, ଯଦି ଏହାର ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଚାପ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍/ଆବରଣ ଇଣ୍ଟରଫେସର ଆବଦ୍ଧତା କ୍ଷମତାକୁ ଅତିକ୍ରମ କରେ, ତେବେ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଉଚ୍ଚ ଘନତ୍ୱ ସହିତ ଏକ ଆବରଣ ଆବଶ୍ୟକ ଭାବରେ ସର୍ବୋତ୍ତମ ଆବରଣ ନୁହେଁ।

ଫିଲ୍ମ ଘନତା, ଅବଶିଷ୍ଟ ଚାପ, ଆବଦ୍ଧତା, କଠୋରତା ଏବଂ ଜମା ହାର ମଧ୍ୟରେ ସନ୍ତୁଳନ ହାସଲ କରିବା ହେଉଛି ବ୍ୟବହାରିକ ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟ।

୭. ଜମା ହାର ମଧ୍ୟ ଶକ୍ତି ସନ୍ତୁଳନକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରେ।

ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱ ଜମା ହାର ଉପରେ ନିର୍ଭର କରି ସ୍ୱାଧୀନ ଭାବରେ ମୂଲ୍ୟାୟନ କରାଯାଇପାରିବ ନାହିଁ।

ଯଦି ଆୟନ ବୋମା ପକାଇବା ଅବସ୍ଥା ଅପରିବର୍ତ୍ତିତ ରହିବା ସହିତ ଜମା ହାର ଯଥେଷ୍ଟ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ତେବେ ଆସୁଥିବା ଜମା ଫ୍ଲକ୍ସ ସହିତ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଆୟନ ବୋମା ପକାଇବାର ଅନୁପାତ ହ୍ରାସ ପାଇପାରେ। ଅନ୍ୟ ଶବ୍ଦରେ, ପୃଷ୍ଠ ପ୍ରସାରଣ ଏବଂ ଗଠନମୂଳକ ପୁନଃବ୍ୟବସ୍ଥିତିକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିବା ପାଇଁ ଉପଲବ୍ଧ ଶକ୍ତିରେ ଆନୁପାତିକ ବୃଦ୍ଧି ବିନା ଅଧିକ ସାମଗ୍ରୀ ଜମା ହେଉଛି।

ଏହା ଏକ କମ୍ ଘନତା ବିଶିଷ୍ଟ ସୂକ୍ଷ୍ମ ଗଠନ ଆଡ଼କୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଆଣିପାରେ।

ବିପରୀତ ଭାବରେ, ଏକ ଉପଯୁକ୍ତ ଆୟନ-ପ୍ରତି-ନିରପେକ୍ଷ ପ୍ରବାହ ଅନୁପାତ ବଜାୟ ରଖିବା ଜମା ହାରରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ପାଇଁ କ୍ଷତିପୂରଣ ଏବଂ ସ୍ଥିର ଫିଲ୍ମ ଗଠନ ବଜାୟ ରଖିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରିପାରିବ।

ଏହି କାରଣରୁ ଶିଳ୍ପ PVD ପ୍ରକ୍ରିୟା ବିକାଶ କେବଳ ଶକ୍ତି ଏବଂ ଜମା ହାର ଉପରେ ଧ୍ୟାନ ଦେବା ଉଚିତ ନୁହେଁ, ବରଂ ଆୟନ କରେଣ୍ଟ ଘନତା, ଆୟନ ଶକ୍ତି, ଜମା ଫ୍ଲକ୍ସ ଏବଂ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପକ୍ଷପାତ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ ଉପରେ ମଧ୍ୟ ଧ୍ୟାନ ଦେବା ଉଚିତ।

୮. ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ତାପମାତ୍ରା ଏବଂ ଆୟନ୍ ବୋମାମାଡ଼ ଏକାଠି କାମ କରେ।

ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ତାପମାତ୍ରା ଫିଲ୍ମ ଘନତାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରୁଥିବା ଆଉ ଏକ ପ୍ରମୁଖ କାରଣ।

ତାପଜ ଶକ୍ତି ଜମା ହୋଇଥିବା ପରମାଣୁଗୁଡ଼ିକୁ ଗତିଶୀଳତା ପ୍ରଦାନ କରେ, ଯେତେବେଳେ ଆୟନ ବୋମା ପକାଇବା ଅତିରିକ୍ତ ଗତିଜ ଶକ୍ତି ପ୍ରଦାନ କରେ। ଉଭୟ ଯନ୍ତ୍ରପାତି ପୃଷ୍ଠ ପ୍ରସାରଣ ଏବଂ ଗଠନମୂଳକ ପୁନର୍ବିନ୍ୟାସକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିପାରିବ।

ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂ ପ୍ଲାଷ୍ଟିକ୍, ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଉପାଦାନ ଏବଂ କିଛି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ସାମଗ୍ରୀ ଭଳି ତାପମାତ୍ରା-ସମ୍ବେଦନଶୀଳ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପାଇଁ, ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ତାପମାତ୍ରା ବୃଦ୍ଧି କରିବା ସମ୍ଭବପର ନୁହେଁ। ଏହି ପରିସ୍ଥିତିରେ, ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ଆୟନ୍ ବୋମାମାଡ଼ ବିଶେଷ ଭାବରେ ମୂଲ୍ୟବାନ ହୋଇଯାଏ କାରଣ ଏହା କେବଳ ତାପଜ ଗରମ ଉପରେ ନିର୍ଭର ନକରି ବଢ଼ୁଥିବା ଫିଲ୍ମକୁ ଅତିରିକ୍ତ ଶକ୍ତି ପ୍ରଦାନ କରିପାରିବ।

ଏହା ଆୟନ-ସହାୟିତ PVD ପ୍ରକ୍ରିୟାର ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ସୁବିଧା: ଅପେକ୍ଷାକୃତ କମ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ତାପମାତ୍ରା ବଜାୟ ରଖି ଶକ୍ତିଶାଳୀ କଣିକା ବୋମା ମାଡ଼ ମାଧ୍ୟମରେ ଫିଲ୍ମ ଘନତାକୁ ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇପାରିବ।

ତଥାପି, ଆୟନ ବୋମାମାଡ଼ ନିଜେ ଉତ୍ତାପ ସୃଷ୍ଟି କରେ। ତେଣୁ, ତାପମାତ୍ରା-ସମ୍ବେଦନଶୀଳ ସାମଗ୍ରୀର ତାପଜ ବିକୃତି କିମ୍ବା ଅବନତିକୁ ରୋକିବା ପାଇଁ ଜମା ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ତାପମାତ୍ରାକୁ ତଥାପି ନିରୀକ୍ଷଣ କରାଯିବା ଉଚିତ।

୯. ଶକ୍ତି ଘନତା ଆବରଣ ପ୍ରଣାଳୀ ସହିତ ମେଳ ଖାଇବା ଆବଶ୍ୟକ।

ବିଭିନ୍ନ ଆବରଣ ସାମଗ୍ରୀର ଆୟନ ବୋମାମାଡ଼ ଏବଂ ଶକ୍ତି ଇନପୁଟ୍ ପାଇଁ ଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ ଆବଶ୍ୟକତା ଥାଏ।

କଠିନ ନାଇଟ୍ରାଇଡ୍ ଆବରଣ ପାଇଁ, ଉଚ୍ଚ ଘନତ୍ୱ, ଉଚ୍ଚ କଠୋରତା ଏବଂ ଦୃଢ଼ ଆବଦ୍ଧତା ପାଇବା ପାଇଁ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଆୟନ୍ ବୋମା ମାଡ଼ ପ୍ରାୟତଃ ଲାଭଦାୟକ। ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଆବରଣ ପାଇଁ, ଅତ୍ୟଧିକ ବୋମା ମାଡ଼ ଚାପ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ କିମ୍ବା ପ୍ରତିସରଣ-ସୂଚକ ସମାନତାକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିପାରେ। ଧାତୁ ସାଜସଜ୍ଜା ଆବରଣ ପାଇଁ, ଅତ୍ୟଧିକ ଆୟନ୍ ଶକ୍ତି ପୃଷ୍ଠ ଆକୃତି, ଗ୍ଲସ୍, ରଙ୍ଗ ଏବଂ ଅବଶିଷ୍ଟ ଚାପକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରିପାରେ।

DLC ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ କାର୍ବନ-ଆଧାରିତ ଆବରଣଗୁଡ଼ିକ ଆୟନ ଶକ୍ତି ଏବଂ ଜମା ଅବସ୍ଥା ମଧ୍ୟରେ ସନ୍ତୁଳନ ପ୍ରତି ଆହୁରି ଅଧିକ ସମ୍ବେଦନଶୀଳ କାରଣ ଆୟନ ଶକ୍ତି ବନ୍ଧନ ବିନ୍ୟାସକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରିପାରେ ଏବଂ ତେଣୁ sp² ଏବଂ sp³ ବନ୍ଧନ ମଧ୍ୟରେ ଅନୁପାତକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରିପାରେ।

ତେଣୁ, ପ୍ରତ୍ୟେକ PVD ଆବରଣ ପାଇଁ କୌଣସି ସାର୍ବଜନୀନ "ସର୍ବୋତ୍ତମ ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱ" ପ୍ରଯୁଜ୍ୟ ନୁହେଁ। ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରଣାଳୀ, ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍, ଫିଲ୍ମ ଘନତା, ଜମା ହାର, ଆବଶ୍ୟକୀୟ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣ, ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଆବଶ୍ୟକତା ଏବଂ ତାପଜ ସୀମା ଅନୁଯାୟୀ ଉପଯୁକ୍ତ ପ୍ରକ୍ରିୟା ୱିଣ୍ଡୋ ସ୍ଥାପନ କରାଯିବା ଆବଶ୍ୟକ।

୧୦. ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାରାମିଟରରୁ ଫିଲ୍ମ ପ୍ରଦର୍ଶନ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ

ଶିଳ୍ପ PVD ଉତ୍ପାଦନରେ, ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱକୁ ଶେଷରେ କେବଳ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାରାମିଟର ମାଧ୍ୟମରେ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ ନକରି ମାପଯୋଗ୍ୟ ଫିଲ୍ମ ଗୁଣଧର୍ମ ମାଧ୍ୟମରେ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରାଯିବା ଉଚିତ।

ପ୍ରୟୋଗ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରି, ଏକ ସଠିକ୍ ଭାବରେ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ ହୋଇଥିବା ଶକ୍ତି-ଇନପୁଟ୍ ବ୍ୟବସ୍ଥା ଫିଲ୍ମ ଘନତା, କଠୋରତା, ଆସନ, ପରିଧାନ ପ୍ରତିରୋଧ, କ୍ଷୟ ପ୍ରତିରୋଧ, ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ସ୍ଥିରତା ଏବଂ ବାଧା କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାରେ ଉନ୍ନତି ଆଣିବାରେ ସହାୟକ ହେବା ଉଚିତ।

ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାରାମିଟର ଏବଂ ଆବରଣ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ ସ୍ଥାପନ କରିବା ପାଇଁ କ୍ରସ-ସେକ୍ସନାଲ୍ SEM, XRD, ନାନୋଇଣ୍ଡେଣ୍ଟେସନ୍, ସ୍କ୍ରାଚ୍ ପରୀକ୍ଷଣ, ଅବଶିଷ୍ଟ-ଚାପ ମାପ, ପୃଷ୍ଠ ରୁକ୍ଷତା ବିଶ୍ଳେଷଣ, ଏବଂ ଫିଲ୍ମ-ଘନତା ମ୍ୟାପିଂ ଭଳି ଚରିତ୍ରକରଣ ପଦ୍ଧତି ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରେ।

ଏହା PVD ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ସରଳ ପାରାମିଟର ସମାୟୋଜନରୁ ଅଧିକ ବ୍ୟବସ୍ଥିତ ପ୍ରକ୍ରିୟା ୱିଣ୍ଡୋ ଏବଂ ମାଇକ୍ରୋଷ୍ଟ୍ରକଚର ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ରଣନୀତି ଆଡକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତର କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ।

ଉପସଂହାର

PVDରେ, ଶକ୍ତି ଘନତା ହେଉଛି ଏକ ମୌଳିକ କାରକ ଯାହା ଶିଥିଳ ଭାବରେ ପ୍ୟାକ୍ ହୋଇଥିବା ଜମା ଗଠନରୁ ଘନ ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଭାବରେ ସ୍ଥିର ଫିଲ୍ମକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରେ। ଉପଯୁକ୍ତ ଆୟନ ଶକ୍ତି ଏବଂ ଆୟନ ଫ୍ଲକ୍ସ ପୃଷ୍ଠ ପ୍ରସାରକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିପାରିବ, ପରମାଣୁ ପୁନର୍ବିନ୍ୟାସକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିପାରିବ, ଶୂନ୍ୟ ଗଠନକୁ ହ୍ରାସ କରିପାରିବ ଏବଂ ଫିଲ୍ମ ଘନତାକୁ ଉନ୍ନତ କରିପାରିବ।

ତଥାପି, ଅଧିକ ଶକ୍ତି ସ୍ୱୟଂଚାଳିତ ଭାବରେ ଉତ୍ତମ ଆବରଣ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ବୁଝାଏ ନାହିଁ। ଅତ୍ୟଧିକ ଆୟନ ବୋମା ମାଡ଼ ଦ୍ୱାରା ରେସପୁଟରିଂ, ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଗରମ, ଉଚ୍ଚ ସଙ୍କୋଚନଶୀଳ ଅବଶିଷ୍ଟ ଚାପ ଏବଂ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ କ୍ଷତି ହୋଇପାରେ। ମୁଖ୍ୟ କଥା ହେଉଛି ଆୟନ ଶକ୍ତି, ଆୟନ ଫ୍ଲକ୍ସ, ଜମା ହାର, ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପକ୍ଷପାତ, ପ୍ଲାଜମା ଘନତା ଏବଂ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ତାପମାତ୍ରା ମଧ୍ୟରେ ଏକ ଅନୁକୂଳିତ ସନ୍ତୁଳନ ସ୍ଥାପନ କରିବା।

ତେଣୁ, ଆଧୁନିକ PVD ଉପକରଣ ପାଇଁ, ଶକ୍ତି ଇନପୁଟ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବାର କ୍ଷମତା କେବଳ ଜମା ଦକ୍ଷତା ବୃଦ୍ଧି କରିବାର ଏକ ମାଧ୍ୟମ ନୁହେଁ - ଏହା ଫିଲ୍ମ ମାଇକ୍ରୋଷ୍ଟ୍ରକଚର ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂ ଏବଂ ସ୍ଥିର, ପୁନଃଉତ୍ପାଦନଯୋଗ୍ୟ ଆବରଣ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ମୌଳିକ କ୍ଷମତା।

-ଏହି ଲେଖାଟି ପ୍ରକାଶିତ ହୋଇଥିଲାଭାକ୍ୟୁମ୍ କୋଟିଂ ଉପକରଣ ନିର୍ମାତା ଜେନହୁଆ ଭାକ୍ୟୁମ୍