అయాన్ కోటింగ్ టెక్నాలజీ

ఫిల్మ్‌లను డిపాజిట్ చేయడానికి ఉపయోగించే వాక్యూమ్ ఎవాపరేషన్ పద్ధతి యొక్క ప్రధాన లక్షణం అధిక డిపాజిషన్ రేటు. స్పుటరింగ్ పద్ధతి యొక్క ప్రధాన లక్షణం విస్తృత శ్రేణిలో ఫిల్మ్ మెటీరియల్స్ అందుబాటులో ఉండటం మరియు ఫిల్మ్ పొర యొక్క మంచి ఏకరూపత, కానీ డిపాజిషన్ రేటు తక్కువగా ఉంటుంది. అయాన్ కోటింగ్ అనేది ఈ రెండు ప్రక్రియలను కలిపే ఒక పద్ధతి.

అయాన్ పూత సూత్రం మరియు ఫిల్మ్ ఏర్పడే పరిస్థితులు
అయాన్ కోటింగ్ యొక్క పని సూత్రం చిత్రంలో చూపబడింది. వాక్యూమ్ ఛాంబర్‌ను 10⁻⁴ Pa కంటే తక్కువ పీడనానికి పంప్ చేసి, ఆపై 0.1~1 Pa పీడనానికి జడ వాయువుతో (ఉదా: ఆర్గాన్) నింపుతారు. సబ్‌స్ట్రేట్‌కు 5 kV వరకు నెగటివ్ DC వోల్టేజ్ ఇచ్చిన తర్వాత, సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు క్రూసిబుల్ మధ్య అల్ప పీడన గ్యాస్ గ్లో డిశ్చార్జ్ ప్లాస్మా జోన్ ఏర్పడుతుంది. జడ వాయువు అయాన్లు విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా వేగవంతం చేయబడి సబ్‌స్ట్రేట్ ఉపరితలంపై పడతాయి, తద్వారా వర్క్‌పీస్ ఉపరితలాన్ని శుభ్రపరుస్తాయి. ఈ శుభ్రపరిచే ప్రక్రియ పూర్తయిన తర్వాత, క్రూసిబుల్‌లో కోటింగ్ చేయవలసిన పదార్థం ఆవిరిగా మారడంతో కోటింగ్ ప్రక్రియ ప్రారంభమవుతుంది. ఆవిరిగా మారిన కణాలు ప్లాస్మా జోన్‌లోకి ప్రవేశించి, విఘటనం చెందిన జడ ధన అయాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్‌లతో ఢీకొంటాయి, మరియు కొన్ని ఆవిరి కణాలు విఘటనం చెంది విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క త్వరణం కింద వర్క్‌పీస్ మరియు కోటింగ్ ఉపరితలంపై పడతాయి. అయాన్ ప్లేటింగ్ ప్రక్రియలో, సబ్‌స్ట్రేట్‌పై ధనాత్మక అయాన్‌ల నిక్షేపణ మాత్రమే కాకుండా స్పుటరింగ్ కూడా జరుగుతుంది, కాబట్టి స్పుటరింగ్ ప్రభావం కంటే నిక్షేపణ ప్రభావం ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు మాత్రమే పలుచని పొర ఏర్పడుతుంది.

సబ్‌స్ట్రేట్‌పై నిరంతరం అధిక-శక్తి అయాన్‌లను ప్రయోగించే అయాన్ కోటింగ్ ప్రక్రియ, స్పుటరింగ్ మరియు ఎవాపరేషన్ కోటింగ్‌తో పోలిస్తే చాలా శుభ్రంగా ఉంటుంది మరియు అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది.

(1) బలమైన అంటుకునే గుణం, పూత పొర సులభంగా ఊడిపోదు.
(ఎ) అయాన్ కోటింగ్ ప్రక్రియలో, గ్లో డిశ్చార్జ్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన అధిక సంఖ్యలో అధిక-శక్తి కణాలను ఉపయోగించి సబ్‌స్ట్రేట్ ఉపరితలంపై కాథోడిక్ స్పుటరింగ్ ప్రభావాన్ని సృష్టిస్తారు. ఈ ప్రక్రియలో, సబ్‌స్ట్రేట్ ఉపరితలంపై శోషించబడిన వాయువు మరియు నూనెను స్పుటరింగ్ చేసి, శుభ్రపరచడం ద్వారా, మొత్తం కోటింగ్ ప్రక్రియ పూర్తయ్యే వరకు సబ్‌స్ట్రేట్ ఉపరితలాన్ని శుద్ధి చేస్తారు.
(బి) పూత యొక్క ప్రారంభ దశలో, స్పుటరింగ్ మరియు డిపోజిషన్ ఏకకాలంలో జరుగుతాయి, ఇవి ఫిల్మ్ బేస్ యొక్క ఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద భాగాల యొక్క పరివర్తన పొరను లేదా ఫిల్మ్ మెటీరియల్ మరియు బేస్ మెటీరియల్ మిశ్రమాన్ని ఏర్పరుస్తాయి, దీనిని "సూడో-డిఫ్యూజన్ లేయర్" అని పిలుస్తారు, ఇది ఫిల్మ్ యొక్క అతుక్కునే పనితీరును సమర్థవంతంగా మెరుగుపరుస్తుంది.
(2) మంచి చుట్టుపక్కల వ్యాపించే లక్షణాలు. ఒక కారణం ఏమిటంటే, పూత పదార్థం యొక్క పరమాణువులు అధిక పీడనం కింద అయనీకరణం చెంది, సబ్‌స్ట్రేట్‌ను చేరే ప్రక్రియలో వాయు అణువులతో చాలాసార్లు ఢీకొంటాయి, తద్వారా పూత పదార్థం యొక్క అయాన్లు సబ్‌స్ట్రేట్ చుట్టూ చెల్లాచెదురుగా వ్యాపిస్తాయి. అదనంగా, అయనీకరణం చెందిన పూత పదార్థం యొక్క పరమాణువులు విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్య కింద సబ్‌స్ట్రేట్ ఉపరితలంపై నిక్షిప్తం చేయబడతాయి, కాబట్టి మొత్తం సబ్‌స్ట్రేట్ ఒక పలుచని పొరతో నిక్షిప్తం చేయబడుతుంది, కానీ బాష్పీభవన పూత ఈ ప్రభావాన్ని సాధించదు.
(3) పూత యొక్క అధిక నాణ్యతకు కారణం, ధనాత్మక అయాన్లతో నిక్షేపించబడిన ఫిల్మ్‌ను నిరంతరం తాకడం వలన ఘనీభవనాలు స్పుటరింగ్ అవ్వడం, ఇది పూత పొర యొక్క సాంద్రతను మెరుగుపరుస్తుంది.
(4) లోహ లేదా అలోహ పదార్థాలపై విస్తృత శ్రేణి పూత పదార్థాలు మరియు ఉపరితలాలను పూత పూయవచ్చు.
(5) కెమికల్ వేపర్ డిపోజిషన్ (CVD) తో పోలిస్తే, దీనికి తక్కువ సబ్‌స్ట్రేట్ ఉష్ణోగ్రత ఉంటుంది, సాధారణంగా 500°C కంటే తక్కువ, కానీ దీని అంటుకునే బలం కెమికల్ వేపర్ డిపోజిషన్ ఫిల్మ్‌లతో పూర్తిగా పోల్చదగినది.
(6) అధిక నిక్షేపణ రేటు, వేగవంతమైన ఫిల్మ్ నిర్మాణం, మరియు పదుల నానోమీటర్ల నుండి మైక్రాన్ల వరకు ఫిల్మ్‌ల పూత మందం.

అయాన్ కోటింగ్ యొక్క ప్రతికూలతలు: ఫిల్మ్ యొక్క మందాన్ని ఖచ్చితంగా నియంత్రించలేకపోవడం; సూక్ష్మమైన కోటింగ్ అవసరమైనప్పుడు లోపాల సాంద్రత ఎక్కువగా ఉండటం; మరియు కోటింగ్ సమయంలో వాయువులు ఉపరితలంలోకి ప్రవేశించి, ఉపరితల లక్షణాలను మార్చడం. కొన్ని సందర్భాల్లో, కుహరాలు మరియు కేంద్రకాలు (1 nm కంటే తక్కువ) కూడా ఏర్పడతాయి.

నిక్షేపణ రేటు విషయంలో, అయాన్ కోటింగ్ పద్ధతి బాష్పీభవన పద్ధతితో సమానంగా ఉంటుంది. ఫిల్మ్ నాణ్యత విషయంలో, అయాన్ కోటింగ్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఫిల్మ్‌లు, స్పుటరింగ్ ద్వారా తయారు చేయబడిన వాటికి దగ్గరగా లేదా వాటి కంటే మెరుగ్గా ఉంటాయి.