Напыление - это процесс физического осаждения из паровой фазы (PVD), при котором атомы выбрасываются из твердого материала мишени в результате бомбардировки высокоэнергетическими частицами, как правило, ионами. Этот процесс используется для нанесения тонких пленок на подложку, что делает его важнейшим методом в различных отраслях промышленности для нанесения покрытий и модификации материалов.
Механизм процесса напыления:
-
Установка и инициализация:
-
Процесс начинается в вакуумной камере, куда подается контролируемый газ, обычно аргон. Материал мишени, который является источником атомов, подлежащих осаждению, заряжен отрицательно и служит катодом. Эта установка необходима для создания плазменной среды.Создание плазмы:
-
На катод подается электрический ток, что приводит к эмиссии свободных электронов. Эти электроны сталкиваются с атомами газа аргона, ионизируя их в ионы аргона и еще больше свободных электронов. Этот процесс ионизации поддерживает плазму, которая представляет собой смесь заряженных частиц.
-
Ионная бомбардировка:
-
Ионы аргона, будучи положительно заряженными, под действием электрического поля ускоряются по направлению к отрицательно заряженной мишени (катоду). Когда эти ионы ударяются о поверхность мишени, они передают свою кинетическую энергию атомам мишени.Выброс атомов:
- Если энергия, переданная ионами, достаточна, она преодолевает энергию связи атомов мишени, в результате чего они выбрасываются с поверхности. Выброс происходит за счет передачи импульса и последующих столкновений внутри материала мишени.Осаждение на подложку:
- Выброшенные атомы движутся по прямой линии и осаждаются на близлежащую подложку, расположенную на пути этих выброшенных частиц. В результате на подложке образуется тонкая пленка материала мишени.
- Факторы, влияющие на напыление:Энергия падающих ионов:
Ионы с более высокой энергией могут проникать глубже в материал мишени, увеличивая вероятность вылета атомов.Масса ионов и атомов мишени:
Масса ионов и атомов мишени влияет на эффективность передачи импульса.
