Plýonkalary çökdürmek üçin wakuum buharlandyrma usulynyň esasy aýratynlygy ýokary çökdürme tizligidir. Püskürtme usulynyň esasy aýratynlygy elýeterli plýonka materiallarynyň giň görnüşi we plýonka gatlagynyň gowy deňligidir, ýöne çökdürme tizligi pesdir. Ion örtügi bu iki prosesi birleşdirýän usuldyr.
Ion örtüginiň prinsipi we plýonka emele gelmeginiň şertleri
Ion örtüginiň iş prinsipi suratda görkezilen. Wakuum kamerasy 10-4 Pa-dan aşak basyşa çenli pompalanýar we soňra 0,1 ~ 1 Pa basyşa çenli inert gaz (meselem, argon) bilen doldurylýar. Substrata 5 kV-a çenli negatiw DC naprýaženiýesi berlenden soň, substrat bilen tigeliň arasynda pes basyşly gaz şöhlesiniň boşaldylmagy üçin plazma zolagy döredilýär. Inert gaz ionlary elektrik meýdany bilen tizleşdirilýär we substratyň ýüzüni bombalaýar, şeýlelik bilen iş böleginiň ýüzüni arassalaýar. Bu arassalamak prosesi tamamlanandan soň, örtük prosesi tigelde örtüljek materialyň buglanmagy bilen başlaýar. Buglanan bug bölejikleri plazma zolagyna girýär we dissosiasiýa edilen inert oňyn ionlar we elektronlar bilen çaknyşýar we bug bölejikleriniň käbiri dissosiasiýa edilýär we elektrik meýdanynyň tizlenmesi astynda iş bölegini we örtük ýüzüni bombalaýar. Ion örtükleme prosesinde diňe çökündi däl, eýsem substratda oňyn ionlaryň püskürmegi hem bolýar, şonuň üçin inçe plýonka diňe çökündi täsiri püskürme täsirinden uly bolanda emele gelip biler.
Ion örtük prosesi, substrat hemişe ýokary energiýaly ionlar bilen bombardman edilýän wagty, örän arassa we püskürtme we buharlandyrma örtügine garanyňda birnäçe artykmaçlyklara eýedir.
(1) Güýçli ýelmeşme, örtük gatlagy aňsatlyk bilen soýlup düşmeýär.
(a) Ion örtük prosesinde, ýalpyldawuk boşaltma arkaly döreýän köp sanly ýokary energiýaly bölejikler substratyň ýüzünde katodik püskürtme täsirini döretmek üçin ulanylýar, substratyň ýüzünde adsorbsiýa edilen gazy we ýagy püskürtýär we arassalaýar, tutuş örtük prosesi tamamlanýança substratyň ýüzüni arassalaýar.
(b) Örtmegiň irki tapgyrynda çişirme we çökündi bilelikde ýaşaýar, bu bolsa plýonkanyň esasynyň serhetinde komponentleriň geçiş gatlagyny ýa-da plýonka materialy bilen esasy materialyň garyndysyny emele getirip biler, bu bolsa plýonkanyň ýelmeşme ukybyny netijeli ýokarlandyryp biler, "ýalan diffuziýa gatlagy".
(2) Gowy örtük häsiýetleri. Sebäbi örtük materialynyň atomlary ýokary basyş astynda ionlaşýar we substrata ýetmek prosesinde birnäçe gezek gaz molekulalary bilen çaknyşýar, şonuň üçin örtük materialynyň ionlary substratyň töweregine ýaýrap bilýär. Mundan başga-da, ionlaşan örtük materialynyň atomlary elektrik meýdanynyň täsiri astynda substratyň ýüzüne çökýär, şonuň üçin tutuş substrat inçe plýonka bilen çökýär, ýöne buharlanma örtügi bu täsiri gazanyp bilmeýär.
(3) Örtügiň ýokary hili, çökündi plýonkanyň yzygiderli oňyn ionlar bilen bombardman edilmegi netijesinde ýüze çykýan kondensatlaryň püskürmegi bilen baglanyşyklydyr, bu bolsa örtük gatlagynyň dykyzlygyny ýokarlandyrýar.
(4) Metall ýa-da metal däl materiallaryň üstüne örtük materiallarynyň we substratlaryň giň saýlamasy ulanylyp bilner.
(5) Himiki bug çökündisi (HBÇ) bilen deňeşdirilende, onuň substrat temperaturasy has pes, adatça 500°C-den aşak, ýöne onuň ýelmeşme güýji himiki bug çökündisi plýonkalaryna doly deňeşdirilip bilner.
(6) Ýokary çökündi tizligi, çalt plýonka emele gelmegi we onlarça nanometrden mikrona çenli plýonkalaryň galyňlygyny örtmegi mümkin.
Ion örtüginiň kemçilikleri: plýonkanyň galyňlygyny takyk gözegçilikde saklap bolmaýar; inçe örtük gerek bolanda kemçilikleriň konsentrasiýasy ýokary bolýar; we örtük wagtynda gazlar ýüze girýär, bu bolsa ýüziň häsiýetlerini üýtgedýär. Käbir ýagdaýlarda boşluklar we ýadrolar (1 nm-den az) hem emele gelýär.
Çökme tizligine gelende, ion örtügi bugaryş usuly bilen deňeşdirip bolýar. Plenkanyň hiline gelende bolsa, ion örtügi bilen öndürilen plyonkalar püskürtmek arkaly taýýarlanan plyonkalara ýakyn ýa-da ondan gowy.
Ýerleşdirilen wagty: 2022-nji ýylyň 8-nji noýabry