Karakteristika kryesore e metodës së avullimit në vakum për depozitimin e filmave është shkalla e lartë e depozitimit. Karakteristika kryesore e metodës së spërkatjes është gama e gjerë e materialeve të filmit në dispozicion dhe uniformiteti i mirë i shtresës së filmit, por shkalla e depozitimit është e ulët. Veshje me jone është një metodë që kombinon këto dy procese.
Parimi i veshjes së joneve dhe kushtet e formimit të filmit
Parimi i funksionimit të veshjes me jon është treguar në Fig. Dhoma e vakumit pompohet në një presion nën 10-4 Pa, dhe më pas mbushet me gaz inert (p.sh. argon) në një presion prej 0.1~1 Pa. Pasi një tension negativ DC deri në 5 kV aplikohet në substrat, krijohet një zonë plazme shkarkimi me shkëlqim gazi me presion të ulët midis substratit dhe enës së shkrirjes. Jonet e gazit inert përshpejtohen nga fusha elektrike dhe bombardojnë sipërfaqen e substratit, duke pastruar kështu sipërfaqen e copës së punës. Pasi të përfundojë ky proces pastrimi, procesi i veshjes fillon me avullimin e materialit që do të veshet në enën e shkrirjes. Grimcat e avulluara të avulluara hyjnë në zonën e plazmës dhe përplasen me jonet dhe elektronet pozitive inerte të disociuara, dhe disa nga grimcat e avullit disociohen dhe bombardojnë copën e punës dhe sipërfaqen e veshjes nën përshpejtimin e fushës elektrike. Në procesin e veshjes me jon, nuk ka vetëm depozitim, por edhe spërkatje të joneve pozitive në substrat, kështu që filmi i hollë mund të formohet vetëm kur efekti i depozitimit është më i madh se efekti i spërkatjes.
Procesi i veshjes me jon, në të cilin substrati bombardohet gjithmonë me jone me energji të lartë, është shumë i pastër dhe ka një numër përparësish krahasuar me veshjen me spërkatje dhe avullim.
(1) Ngjitje e fortë, shtresa e veshjes nuk zhvishet lehtë.
(a) Në procesin e veshjes me jon, një numër i madh grimcash me energji të lartë të gjeneruara nga shkarkimi i shkëlqimit përdoren për të prodhuar një efekt spërkatjeje katodike në sipërfaqen e substratit, duke spërkatur dhe pastruar gazin dhe vajin e adsorbuar në sipërfaqen e substratit për të pastruar sipërfaqen e substratit derisa të përfundojë i gjithë procesi i veshjes.
(b) Në fazën e hershme të veshjes, spërkatja dhe depozitimi bashkëjetojnë, të cilat mund të formojnë një shtresë kalimtare të përbërësve në ndërfaqen e bazës së filmit ose një përzierje të materialit të filmit dhe materialit bazë, të quajtur "shtresë pseudo-difuzioni", e cila mund të përmirësojë në mënyrë efektive performancën e ngjitjes së filmit.
(2) Veti të mira mbështjellëse. Një arsye është se atomet e materialit të veshjes jonizohen nën presion të lartë dhe përplasen me molekulat e gazit disa herë gjatë procesit të arritjes së substratit, në mënyrë që jonet e materialit të veshjes të mund të shpërndahen rreth substratit. Përveç kësaj, atomet e materialit të veshjes së jonizuar depozitohen në sipërfaqen e substratit nën veprimin e fushës elektrike, kështu që i gjithë substrati depozitohet me një film të hollë, por veshja me avullim nuk mund ta arrijë këtë efekt.
(3) Cilësia e lartë e veshjes është për shkak të spërkatjes së kondensatave të shkaktuara nga bombardimi i vazhdueshëm i filmit të depozituar me jone pozitive, gjë që përmirëson dendësinë e shtresës së veshjes.
(4) Një përzgjedhje e gjerë materialesh veshjeje dhe substratesh mund të veshen mbi materiale metalike ose jometalike.
(5) Krahasuar me depozitimin kimik të avujve (CVD), ai ka një temperaturë më të ulët të substratit, zakonisht nën 500°C, por forca e tij e ngjitjes është plotësisht e krahasueshme me filmat e depozitimit kimik të avujve.
(6) Shkalla e lartë e depozitimit, formimi i shpejtë i filmit dhe trashësia e veshjes së filmave mund të jetë nga dhjetëra nanometra në mikronë.
Disavantazhet e veshjes me jon janë: trashësia e filmit nuk mund të kontrollohet me saktësi; përqendrimi i defekteve është i lartë kur kërkohet veshje e imët; dhe gazrat do të hyjnë në sipërfaqe gjatë veshjes, gjë që do të ndryshojë vetitë e sipërfaqes. Në disa raste, formohen edhe zgavra dhe bërthama (më pak se 1 nm).
Sa i përket shkallës së depozitimit, veshja me jon është e krahasueshme me metodën e avullimit. Sa i përket cilësisë së filmit, filmat e prodhuar nga veshja me jon janë të ngjashëm ose më të mirë se ata të përgatitur me anë të spërkatjes.
Koha e postimit: 08 nëntor 2022