Teknolojia ya mipako ya ioni

Sifa kuu ya mbinu ya uvukizi wa ombwe kwa ajili ya kuweka filamu ni kiwango cha juu cha uwekaji. Sifa kuu ya mbinu ya utepetevu ni aina mbalimbali za vifaa vya filamu vinavyopatikana na usawa mzuri wa safu ya filamu, lakini kiwango cha uwekaji ni cha chini. Mipako ya ioni ni njia inayochanganya michakato hii miwili.

Kanuni ya mipako ya ioni na hali ya uundaji wa filamu
Kanuni ya utendaji kazi wa mipako ya ioni imeonyeshwa kwenye Picha. Chumba cha utupu husukumwa hadi shinikizo chini ya 10-4 Pa, na kisha kujazwa na gesi isiyo na gesi (km argon) hadi shinikizo la 0.1 ~ 1 Pa. Baada ya volteji hasi ya DC ya hadi 5 kV kutumika kwenye substrate, eneo la plasma la kutokwa na gesi yenye shinikizo la chini huanzishwa kati ya substrate na chombo cha kusulubu. Ioni za gesi isiyo na gesi huharakishwa na uwanja wa umeme na hushambulia uso wa substrate, hivyo kusafisha uso wa kifaa cha kusulubu. Baada ya mchakato huu wa kusafisha kukamilika, mchakato wa mipako huanza na uvukizi wa nyenzo zitakazopakwa kwenye chombo cha kusulubu. Chembe za mvuke zilizovushwa huingia kwenye eneo la plasma na kugongana na ioni chanya na elektroni zisizo na gesi zilizotenganishwa, na baadhi ya chembe za mvuke hutenganishwa na kushambulia kifaa cha kusulubu na uso wa mipako chini ya kasi ya uwanja wa umeme. Katika mchakato wa upako wa ioni, hakuna tu uwekaji wa ioni chanya bali pia utepetevu wa ioni chanya kwenye sehemu ya chini, kwa hivyo filamu nyembamba inaweza kuundwa tu wakati athari ya utepetevu ni kubwa kuliko athari ya utepetevu.

Mchakato wa mipako ya ioni, ambapo substrate hupigwa mara kwa mara na ioni zenye nguvu nyingi, ni safi sana na ina faida kadhaa ikilinganishwa na mipako ya kunyunyizia na uvukizi.

(1) Mshikamano imara, safu ya mipako haiondoki kwa urahisi.
(a) Katika mchakato wa mipako ya ioni, idadi kubwa ya chembe zenye nishati nyingi zinazozalishwa na kutokwa kwa mwanga hutumika kutoa athari ya kunyunyizia kathodi kwenye uso wa substrate, ikinyunyizia na kusafisha gesi na mafuta yaliyoingizwa kwenye uso wa substrate ili kusafisha uso wa substrate hadi mchakato mzima wa mipako ukamilike.
(b) Katika hatua ya mwanzo ya mipako, michubuko na utuaji huambatana, ambayo inaweza kuunda safu ya mpito ya vipengele kwenye kiolesura cha msingi wa filamu au mchanganyiko wa nyenzo za filamu na nyenzo za msingi, inayoitwa "safu bandia ya uenezaji", ambayo inaweza kuboresha kwa ufanisi utendaji wa ushikamano wa filamu.
(2) Sifa nzuri za kuzungusha. Sababu moja ni kwamba atomi za nyenzo za mipako hubadilishwa kuwa ioni chini ya shinikizo kubwa na kugongana na molekuli za gesi mara kadhaa wakati wa mchakato wa kufikia substrate, ili ioni za nyenzo za mipako ziweze kutawanyika kuzunguka substrate. Zaidi ya hayo, atomi za nyenzo za mipako zilizobadilishwa kuwa ioni huwekwa kwenye uso wa substrate chini ya ushawishi wa uwanja wa umeme, kwa hivyo substrate nzima huwekwa na filamu nyembamba, lakini mipako ya uvukizi haiwezi kufikia athari hii.
(3) Ubora wa juu wa mipako unatokana na michubuko ya michubuko inayosababishwa na mlipuko wa mara kwa mara wa filamu iliyojaa ioni chanya, ambayo huboresha msongamano wa safu ya mipako.
(4) Uchaguzi mpana wa vifaa vya mipako na substrates unaweza kupakwa kwenye vifaa vya metali au visivyo vya metali.
(5) Ikilinganishwa na uwekaji wa mvuke wa kemikali (CVD), ina halijoto ya chini ya substrate, kwa kawaida chini ya 500°C, lakini nguvu yake ya kushikamana inalingana kikamilifu na filamu za uwekaji wa mvuke wa kemikali.
(6) Kiwango cha juu cha uwekaji, uundaji wa filamu haraka, na unene wa filamu unaweza kufunikwa kutoka makumi ya nanomita hadi mikroni.

Hasara za mipako ya ioni ni: unene wa filamu hauwezi kudhibitiwa kwa usahihi; mkusanyiko wa kasoro ni mkubwa wakati mipako nyembamba inahitajika; na gesi zitaingia kwenye uso wakati wa mipako, ambayo itabadilisha sifa za uso. Katika baadhi ya matukio, mashimo na viini (chini ya 1 nm) pia huundwa.

Kuhusu kiwango cha uwekaji, mipako ya ioni inalinganishwa na mbinu ya uvukizi. Kuhusu ubora wa filamu, filamu zinazozalishwa na mipako ya ioni ziko karibu au bora kuliko zile zilizotayarishwa kwa kunyunyizia.