අයන ආලේපන තාක්ෂණය

පටල තැන්පත් කිරීම සඳහා රික්තක වාෂ්පීකරණ ක්‍රමයේ ප්‍රධාන ලක්ෂණය වන්නේ ඉහළ තැන්පත් වීමේ අනුපාතයයි. ස්පුටරින් ක්‍රමයේ ප්‍රධාන ලක්ෂණය වන්නේ ලබා ගත හැකි පටල ද්‍රව්‍යවල පුළුල් පරාසය සහ පටල ස්ථරයේ හොඳ ඒකාකාරිත්වයයි, නමුත් තැන්පත් වීමේ අනුපාතය අඩුය. අයන ආලේපනය යනු මෙම ක්‍රියාවලීන් දෙක ඒකාබද්ධ කරන ක්‍රමයකි.

අයන ආලේපන මූලධර්මය සහ පටල සෑදීමේ කොන්දේසි
අයන ආලේපනයේ ක්‍රියාකාරී මූලධර්මය පින්තූරයේ දක්වා ඇත. රික්ත කුටිය 10-4 Pa ට අඩු පීඩනයකට පොම්ප කර, පසුව 0.1~1 Pa පීඩනයකට නිෂ්ක්‍රීය වායුවකින් (උදා: ආගන්) පුරවනු ලැබේ. උපස්ථරයට 5 kV දක්වා සෘණ DC වෝල්ටීයතාවයක් යෙදීමෙන් පසු, උපස්ථරය සහ කබොල අතර අඩු පීඩන වායු දිලිසෙන විසර්ජන ප්ලාස්මා කලාපයක් ස්ථාපිත කෙරේ. නිෂ්ක්‍රීය වායු අයන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය මගින් වේගවත් කර උපස්ථරයේ මතුපිටට පහර දෙන අතර එමඟින් වැඩ කොටසෙහි මතුපිට පිරිසිදු කරයි. මෙම පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රියාවලිය අවසන් වූ පසු, කබොලෙහි ආලේප කළ යුතු ද්‍රව්‍ය වාෂ්පීකරණයෙන් ආලේපන ක්‍රියාවලිය ආරම්භ වේ. වාෂ්පීකරණය වූ වාෂ්ප අංශු ප්ලාස්මා කලාපයට ඇතුළු වී විඝටනය වූ නිෂ්ක්‍රීය ධනාත්මක අයන සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන සමඟ ගැටෙන අතර, සමහර වාෂ්ප අංශු විඝටනය වී විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ ත්වරණය යටතේ වැඩ කොටස සහ ආලේපන මතුපිටට බෝම්බ හෙලනු ලැබේ. අයන ආලේපන ක්‍රියාවලියේදී, උපස්ථරය මත තැන්පත් වීම පමණක් නොව ධනාත්මක අයන ඉසීම ද සිදු වේ, එබැවින් තුනී පටලයක් සෑදිය හැක්කේ තැන්පත් වීමේ බලපෑම ඉසින බලපෑමට වඩා වැඩි වූ විට පමණි.

උපස්ථරය සෑම විටම අධි ශක්ති අයන වලින් බෝම්බ හෙලන අයන ආලේපන ක්‍රියාවලිය ඉතා පිරිසිදු වන අතර ඉසීම සහ වාෂ්පීකරණ ආලේපනයට සාපේක්ෂව වාසි ගණනාවක් ඇත.

(1) ශක්තිමත් ඇලීම, ආලේපන තට්ටුව පහසුවෙන් ගැලවී යන්නේ නැත.
(අ) අයන ආලේපන ක්‍රියාවලියේදී, දිලිසෙන විසර්ජනය මගින් ජනනය වන අධි ශක්ති අංශු විශාල සංඛ්‍යාවක් උපස්ථරයේ මතුපිට කැතෝඩ ස්පුටරින් බලපෑමක් ඇති කිරීමට භාවිතා කරයි, උපස්ථරයේ මතුපිට අවශෝෂණය කර ඇති වායුව සහ තෙල් ස්පුටරින් කර පිරිසිදු කර සම්පූර්ණ ආලේපන ක්‍රියාවලිය අවසන් වන තෙක් උපස්ථර මතුපිට පිරිසිදු කරයි.
(ආ) ආලේපනයේ මුල් අවධියේදී, ඉසීම සහ තැන්පත් වීම සහජීවනයෙන් පවතින අතර, එමඟින් චිත්‍රපට පාදයේ අතුරුමුහුණතෙහි සංරචකවල සංක්‍රාන්ති ස්ථරයක් හෝ චිත්‍රපට ද්‍රව්‍යයේ සහ පාදක ද්‍රව්‍යයේ මිශ්‍රණයක් සෑදිය හැකි අතර එය "ව්‍යාජ-විසරණ ස්ථරය" ලෙස හැඳින්වේ, එමඟින් චිත්‍රපටයේ ඇලවුම් කාර්ය සාධනය ඵලදායී ලෙස වැඩිදියුණු කළ හැකිය.
(2) හොඳ එතුම්-රවුන්ඩ් ගුණාංග. එක් හේතුවක් නම්, ආලේපන ද්‍රව්‍ය පරමාණු අධි පීඩනය යටතේ අයනීකරණය වී උපස්ථරයට ළඟා වීමේ ක්‍රියාවලියේදී කිහිප වතාවක් වායු අණු සමඟ ගැටීමයි, එවිට ආලේපන ද්‍රව්‍ය අයන උපස්ථරය වටා විසිරී යා හැකිය. ඊට අමතරව, අයනීකරණය වූ ආලේපන ද්‍රව්‍ය පරමාණු විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ උපස්ථරයේ මතුපිට තැන්පත් වේ, එබැවින් මුළු උපස්ථරයම තුනී පටලයකින් තැන්පත් වේ, නමුත් වාෂ්පීකරණ ආලේපනයට මෙම බලපෑම ලබා ගත නොහැක.
(3) ආලේපනයේ උසස් තත්ත්වය ඇති වන්නේ තැන්පත් වූ පටලය ධනාත්මක අයන සමඟ නිරන්තරයෙන් බෝම්බ හෙලීම නිසා ඇතිවන ඝනීභවනය ඉසීම නිසා වන අතර එමඟින් ආලේපන ස්ථරයේ ඝනත්වය වැඩි දියුණු වේ.
(4) ලෝහමය හෝ ලෝහමය නොවන ද්‍රව්‍ය මත ආලේපන ද්‍රව්‍ය සහ උපස්ථර විශාල ප්‍රමාණයක් ආලේප කළ හැක.
(5) රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (CVD) හා සසඳන විට, එය සාමාන්‍යයෙන් 500°C ට අඩු උපස්ථර උෂ්ණත්වයක් ඇති නමුත්, එහි ඇලවුම් ශක්තිය රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් පටල සමඟ සම්පූර්ණයෙන්ම සැසඳිය හැකිය.
(6) ඉහළ තැන්පත් වීමේ අනුපාතය, වේගවත් පටල සෑදීම සහ නැනෝමීටර දස දහස් ගණනක සිට මයික්‍රෝන දක්වා පටලවල ඝණකම ආලේප කළ හැකිය.

අයන ආලේපනයේ අවාසි නම්: පටලයේ ඝණකම නිශ්චිතවම පාලනය කළ නොහැක; සියුම් ආලේපනයක් අවශ්‍ය වූ විට දෝෂ සාන්ද්‍රණය ඉහළ ය; සහ ආලේපනය අතරතුර වායූන් මතුපිටට ඇතුළු වන අතර එමඟින් මතුපිට ගුණාංග වෙනස් වේ. සමහර අවස්ථාවලදී, කුහර සහ න්‍යෂ්ටීන් (1 nm ට අඩු) ද සෑදී ඇත.

තැන්පත් වීමේ අනුපාතය සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, අයන ආලේපනය වාෂ්පීකරණ ක්‍රමයට සැසඳිය හැකිය. පටල ගුණාත්මකභාවය සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, අයන ආලේපනය මගින් නිපදවන ලද පටල, ඉසීමෙන් සකස් කරන ලද ඒවාට වඩා සමීප හෝ වඩා හොඳය.