Плазма образуется при напылении в результате процесса, называемого газовой ионизацией, при котором внутри вакуумной камеры создается газовая среда низкого давления и вводится газ, например аргон. Затем к газу прикладывается высокое напряжение, которое ионизирует атомы и создает плазму.
Подробное объяснение:
-
Вакуумная камера и газ:
-
Процесс начинается с откачивания воздуха из камеры, чтобы создать вакуум. Это очень важно, так как уменьшает количество молекул воздуха и других загрязнений, которые могут помешать процессу напыления. После достижения необходимого уровня вакуума в камеру вводится инертный газ, обычно аргон. Давление газа поддерживается на уровне, способствующем ионизации, обычно не превышающем 0,1 Торр.Газовая ионизация:
-
После введения аргона к газу прикладывается высокое напряжение, постоянное или радиочастотное. Этого напряжения достаточно, чтобы ионизировать атомы аргона, сбивая электроны и создавая положительно заряженные ионы аргона и свободные электроны. Потенциал ионизации аргона составляет около 15,8 электрон-вольт (эВ) - это энергия, необходимая для удаления электрона из атома. Приложение напряжения в присутствии газа способствует образованию плазмы - состояния материи, в котором электроны удалены из атомов.
-
Образование плазмы:
-
Ионизированный газ, ставший плазмой, содержит смесь нейтральных атомов газа, ионов, электронов и фотонов. Эта плазма находится в состоянии, близком к равновесию, благодаря динамическим взаимодействиям между этими частицами. Плазма поддерживается непрерывным приложением напряжения, которое поддерживает процесс ионизации и сохраняет плазму активной.Взаимодействие с материалом мишени:
Плазма располагается вблизи материала мишени, который обычно представляет собой металл или керамику. Высокоэнергетические ионы аргона в плазме ускоряются по направлению к материалу мишени под действием электрического поля. Когда эти ионы сталкиваются с мишенью, они передают свою энергию, в результате чего атомы из мишени выбрасываются или "распыляются" в газовую фазу. Эти выброшенные частицы затем перемещаются и оседают на подложке, образуя тонкую пленку.
Управление и улучшение плазмы:
