เทคโนโลยีการสะสมด้วยความช่วยเหลือของลำแสงไอออน

เทคโนโลยีการเคลือบผิวด้วยความช่วยเหลือของลำแสงไอออนคือเทคโนโลยีการฉีดลำแสงไอออนและการเคลือบด้วยการสะสมไอที่ผสมผสานกับเทคโนโลยีการประมวลผลคอมโพสิตพื้นผิวไอออน ในกระบวนการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของวัสดุที่ฉีดไอออน ไม่ว่าจะเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์หรือวัสดุวิศวกรรม มักต้องการให้ความหนาของชั้นที่ปรับเปลี่ยนนั้นมากกว่าการฝังไอออนมาก แต่ยังต้องการรักษาข้อดีของกระบวนการฉีดไอออน เช่น ชั้นที่ปรับเปลี่ยนและพื้นผิวระหว่างอินเทอร์เฟซที่คมชัด สามารถประมวลผลได้ในชิ้นงานที่อุณหภูมิห้อง เป็นต้น ดังนั้น การผสมผสานการฝังไอออนกับเทคโนโลยีการเคลือบ ไอออนที่มีพลังงานบางอย่างจะถูกฉีดเข้าไปในอินเทอร์เฟซระหว่างฟิล์มและพื้นผิวอย่างต่อเนื่องในขณะที่เคลือบ และอะตอมของอินเทอร์เฟซจะผสมกันด้วยความช่วยเหลือของการชนกันแบบคาสเคด ทำให้เกิดโซนการเปลี่ยนผ่านการผสมอะตอมใกล้กับอินเทอร์เฟซเริ่มต้นเพื่อปรับปรุงแรงยึดติดระหว่างฟิล์มและพื้นผิว จากนั้นในโซนการผสมอะตอม ฟิล์มที่มีความหนาและคุณสมบัติที่ต้องการจะเติบโตต่อไปด้วยการมีส่วนร่วมของลำแสงไอออน

เรียกว่า Ion Beam Assisted Deposition (IBED) ซึ่งยังคงลักษณะของกระบวนการฝังไอออนเอาไว้ ขณะที่ยังให้สามารถเคลือบพื้นผิวด้วยวัสดุฟิล์มบางที่แตกต่างจากพื้นผิวโดยสิ้นเชิงได้

การสะสมด้วยความช่วยเหลือของลำแสงไอออนมีข้อดีดังต่อไปนี้

(1) เนื่องจากการสะสมด้วยความช่วยเหลือของลำแสงไอออนจะสร้างพลาสมาโดยไม่ต้องปล่อยก๊าซ จึงสามารถเคลือบได้ภายใต้ความดัน <10-2 Pa ซึ่งช่วยลดการปนเปื้อนของก๊าซ

(2) พารามิเตอร์กระบวนการพื้นฐาน (พลังงานไอออน ความหนาแน่นของไอออน) เป็นไฟฟ้า โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องควบคุมการไหลของก๊าซและพารามิเตอร์ที่ไม่ใช่ไฟฟ้าอื่นๆ คุณสามารถควบคุมการเติบโตของชั้นฟิล์มได้อย่างง่ายดาย ปรับองค์ประกอบและโครงสร้างของฟิล์ม ง่ายต่อการรับประกันการทำซ้ำของกระบวนการ

(3) พื้นผิวของชิ้นงานสามารถเคลือบด้วยฟิล์มที่แตกต่างจากพื้นผิวโดยสิ้นเชิง และความหนาไม่ถูกจำกัดด้วยพลังงานของไอออนที่โจมตีที่อุณหภูมิต่ำ (<200℃) เหมาะสำหรับการบำบัดพื้นผิวของฟิล์มฟังก์ชันที่เจือปน แม่พิมพ์ความแม่นยำที่กลึงเย็น และเหล็กโครงสร้างที่อบด้วยอุณหภูมิต่ำ

(4) เป็นกระบวนการที่ไม่สมดุลซึ่งควบคุมที่อุณหภูมิห้อง ฟิล์มฟังก์ชันใหม่ เช่น เฟสอุณหภูมิสูง เฟสไม่เสถียร โลหะผสมอสัณฐาน ฯลฯ สามารถได้รับที่อุณหภูมิห้อง

ข้อเสียของการสะสมด้วยความช่วยเหลือของลำแสงไอออน ได้แก่

(1) เนื่องจากลำแสงไอออนมีลักษณะการแผ่รังสีโดยตรง จึงยากที่จะจัดการกับรูปร่างพื้นผิวที่ซับซ้อนของชิ้นงาน

(2) การจัดการกับชิ้นงานขนาดใหญ่และพื้นที่ขนาดใหญ่เป็นเรื่องยากเนื่องจากข้อจำกัดของขนาดของกระแสลำแสงไอออน

(3) อัตราการสะสมด้วยความช่วยเหลือของลำแสงไอออนโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 1 นาโนเมตรต่อวินาที ซึ่งเหมาะสำหรับการเตรียมชั้นฟิล์มบาง และไม่เหมาะสำหรับการชุบผลิตภัณฑ์จำนวนมาก

–บทความนี้เผยแพร่โดยผู้ผลิตเครื่องเคลือบสูญญากาศกว่างตงเจิ้นหัว