Ang pangunahing katangian ng paraan ng vacuum evaporation para sa pagdedeposito ng mga pelikula ay ang mataas na deposition rate. Ang pangunahing katangian ng paraan ng sputtering ay ang malawak na hanay ng mga materyales sa pelikula na magagamit at ang mahusay na pagkakapareho ng layer ng pelikula, ngunit mababa ang deposition rate. Ang ion coating ay isang paraan na pinagsasama ang dalawang prosesong ito.
Prinsipyo ng patong ng ion at mga kondisyon ng pagbuo ng pelikula
Ang prinsipyo ng paggana ng ion coating ay ipinapakita sa Larawan. Ang vacuum chamber ay binobomba sa presyon na mas mababa sa 10-4 Pa, at pagkatapos ay pinupuno ng inert gas (hal. argon) sa presyon na 0.1~1 Pa. Matapos mailapat ang negatibong DC voltage na hanggang 5 kV sa substrate, isang low pressure gas glow discharge plasma zone ang naitatatag sa pagitan ng substrate at ng crucible. Ang mga inert gas ions ay pinabibilis ng electric field at binobomba ang ibabaw ng substrate, kaya nililinis ang ibabaw ng workpiece. Pagkatapos makumpleto ang proseso ng paglilinis na ito, ang proseso ng coating ay nagsisimula sa pagsingaw ng materyal na babalutan sa crucible. Ang mga singaw na particle ng singaw ay pumapasok sa plasma zone at bumabangga sa mga dissociated inert positive ions at electrons, at ang ilan sa mga particle ng singaw ay nasisira at binobomba ang workpiece at ang ibabaw ng coating sa ilalim ng acceleration ng electric field. Sa proseso ng ion plating, hindi lamang naroon ang deposition kundi pati na rin ang sputtering ng mga positibong ion sa substrate, kaya ang manipis na pelikula ay mabubuo lamang kapag ang deposition effect ay mas malaki kaysa sa sputtering effect.
Ang proseso ng ion coating, kung saan ang substrate ay palaging binobomba ng mga high-energy ions, ay napakalinis at may ilang bentahe kumpara sa sputtering at evaporation coating.
(1) Malakas ang pagdikit, ang patong ng patong ay hindi madaling matanggal.
(a) Sa proseso ng ion coating, isang malaking bilang ng mga high-energy particle na nalilikha ng glow discharge ang ginagamit upang makagawa ng cathodic sputtering effect sa ibabaw ng substrate, sputtering at paglilinis ng gas at langis na na-adsorb sa ibabaw ng substrate upang linisin ang ibabaw ng substrate hanggang sa makumpleto ang buong proseso ng coating.
(b) Sa maagang yugto ng patong, ang sputtering at deposition ay magkakasamang nagsasama, na maaaring bumuo ng isang transition layer ng mga bahagi sa interface ng film base o isang halo ng film material at ng base material, na tinatawag na "pseudo-diffusion layer", na maaaring epektibong mapabuti ang adhesion performance ng film.
(2) Magagandang katangian ng pambalot. Ang isang dahilan ay ang mga atomo ng coating material ay na-ionize sa ilalim ng mataas na presyon at ilang beses na bumangga sa mga molekula ng gas habang nakarating sa substrate, kaya ang mga ion ng coating material ay maaaring ikalat sa paligid ng substrate. Bukod pa rito, ang mga atomo ng ionized coating material ay idineposito sa ibabaw ng substrate sa ilalim ng aksyon ng electric field, kaya ang buong substrate ay naideposito ng manipis na pelikula, ngunit ang evaporation coating ay hindi makakamit ang epektong ito.
(3) Ang mataas na kalidad ng patong ay dahil sa pagtalsik ng mga condensate na dulot ng patuloy na pagbomba ng mga positibong ion sa idinepositong pelikula, na nagpapabuti sa densidad ng patong ng patong.
(4) Malawak na pagpipilian ng mga materyales sa patong at mga substrate ang maaaring ipatong sa mga materyales na metaliko o hindi metaliko.
(5) Kung ikukumpara sa chemical vapor deposition (CVD), mayroon itong mas mababang temperatura ng substrate, karaniwang mas mababa sa 500°C, ngunit ang lakas ng pagdikit nito ay lubos na maihahambing sa mga chemical vapor deposition film.
(6) Mataas na antas ng deposition, mabilis na pagbuo ng film, at kapal ng coating ng mga film mula sa sampu-sampung nanometer hanggang microns.
Ang mga disbentaha ng ion coating ay: ang kapal ng pelikula ay hindi maaaring eksaktong kontrolin; ang konsentrasyon ng mga depekto ay mataas kapag kinakailangan ang pinong patong; at ang mga gas ay papasok sa ibabaw habang pinahiran, na magbabago sa mga katangian ng ibabaw. Sa ilang mga kaso, nabubuo rin ang mga cavity at nuclei (mas mababa sa 1 nm).
Kung tungkol sa deposition rate, ang ion coating ay maihahambing sa evaporation method. Kung tungkol sa kalidad ng film, ang mga film na nalilikha ng ion coating ay malapit o mas mahusay kaysa sa mga inihanda sa pamamagitan ng sputtering.
Oras ng pag-post: Nob-08-2022