Teskari chayqalish parametrlari: yotqizilgan plyonka qanday kuchlanish kuchlanishida-qayta sochilib ketadi?
Qattiq kuchlanish yuqori bo'lsa, allaqachon qo'yilgan plyonka o'chiriladimi?
Javob ha.
Bu hodisa PVDda teskari püskürtme (yoki qayta-sputtering) sifatida tanilgan.
Yo'naltirilgan kuchlanish kritik chegaradan oshib ketganda, ion energiyasi allaqachon to'plangan plyonka atomlarini siqib chiqarish va ularni gaz fazasiga qaytarish uchun etarlicha yuqori bo'ladi. Depozit darajasi mos ravishda pasayadi. Og'ir holatlarda salbiy cho'kma paydo bo'ladi - vaqt o'tishi bilan plyonka yupqalashib boradi.
Teskari püskürtme nima?
PVD yotqizish jarayonida ish qismi yuzasida bir vaqtning o'zida ikkita jarayon sodir bo'ladi:
Filmning o'sishi: Nishondan sochilgan atomlar substrat tomon harakatlanadi va qoplamani hosil qiladi.
Plyonkani qirqish: moyillik bilan tezlashtirilgan ionlar ish qismini bombardimon qiladi va allaqachon biriktirilgan atomlarni urib yuboradi.
Shunday qilib, sof yotqizish darajasi ushbu bog'liqlikdan kelib chiqadi:
Net depozit darajasi=Depozit tezligi − Qayta joylashtirish darajasi-
Oddiy ish sharoitida cho'kish tezligi qayta{0}}to'kilish tezligidan oshib ketadi, shuning uchun plyonka qalinligi ortadi. Yo'naltirilgan kuchlanish kuchayishi bilan -qayta chayqalish kuchayadi. Oxir-oqibat, olib tashlangan atomlarning tezligi cho'kish tezligidan oshib ketishi mumkin.
Keling, birinchi navbatda asosiy tushunchani kiritaylik: purkash hosili.
Cho'kish rentabelligi materialga bitta yuqori energiyali ion urilganda chiqariladigan atomlarning o'rtacha-sonini bildiradi. Misol uchun, 500 eV argon ionlari xromni (Cr) bombardimon qilganda, chayqalish hosildorligi har bir ion uchun taxminan 0,6 dan 0,8 Cr gacha bo'ladi. Odatda, yuqori ion energiyasi yuqori püskürtme hosilini hosil qiladi. Binobarin, yuqori kuchlanish kuchlanishi ish qismi yuzasidan materialni olib tashlash tezligini tezlashtiradi.
Turli materiallar uchun tanqidiy kuchlanish kuchlanishi farq qiladi:
Sof metallar (Cr, Ti va boshqalar)
50–100 V: Oddiy cho'kma
200–300 V: sezilarli qayta{2}}spirtish boshlanadi
300–500 V: yotqizish tezligi nolga yaqinlashadi
500 V dan yuqori: To'r bilan qirqish paydo bo'lishi mumkin
Sof metallar chayqalishga eng moyil.-
Nitridlar (TiN, CrN va boshqalar)
Nitridlar kuchli kimyoviy bog'lanish xususiyatiga ega bo'lib, atomlarni ajralishini qiyinlashtiradi. Shunday qilib, sezilarli qayta{1}}sputting uchun ularning kritik egilish kuchlanishi yuqoriroq.
200 V dan past: barqaror normal cho'kma
300–500 V: cho'kma tezligining aniq pasayishi
500–800 V: aniq materiallarni olib tashlash uchun muhim chegaraga yaqinlashish
DLC (Olmos-Uglerod kabi)
DLC - bu alohida holat. Ko'pgina ta-C (tetraedral amorf uglerod) jarayonlari -800 V dan -1500 V gacha bo'lgan impulsli yo'nalishni qo'llaydi. Biroq, impulsli rejim va o'rtacha o'rtacha ion energiyasi tufayli barqaror cho'kma hali ham saqlanib qolishi mumkin. Kuchli teskari chayqalish faqat yuqori ion energiyasida paydo bo'ladi.
Nega Moderate Re{0}}Sputtering foydali?
Ko'pchilik yangi kelganlar noto'g'ri{0}}sputterni salbiy ta'sir deb bilishadi, bu noto'g'ri.
PVDda substratning egilishi qisman qoplama sifatini yaxshilash uchun engil surtish-ga tayanadi. Bo'sh bog'langan atomlar, zaif yopishgan zarralar va beqaror mikro tuzilmalar afzallik bilan sochiladi. Faqat zich bog'langan, barqaror tuzilmalar qoladi. Mexanizm elakdan qumga o'xshaydi: bo'shashgan donalar olib tashlanadi va ixcham ramka qoladi.
Shunga ko'ra, boshqariladigan engil surtish{0}}, plyonka zichlashishi uchun asosiy omil hisoblanadi.
Haddan tashqari chayqalishdan kelib chiqadigan muammolar-
Qayta chayqalish-o‘ta kuchli bo‘lganda muammolar yuzaga keladi:
Kamaytirilgan cho'kma tezligi
Bu eng to'g'ridan-to'g'ri kuzatish. O'zgarmagan maqsad kuchi bilan ham, plyonka qalinligi ancha sekinroq hosil bo'ladi, chunki yangi yotqizilgan material doimiy ravishda o'chiriladi.
Qotishma tarkibidagi siljish
Misol tariqasida TiAlN ni olaylik: alyuminiy titandan-to'kilishi osonroq. Qoplamadagi alyuminiy miqdori asta-sekin kamayadi, bu esa yakuniy kompozitsiyaning dizayn maqsadidan chetga chiqishiga olib keladi.
Buzilgan kristall tuzilishi
Haddan tashqari yuqori moyillik hosil bo'lgan kristall panjarani doimiy ion bombardimoniga ta'sir qiladi. Natijalar orasida keskin ko'tarilgan ichki stress, ko'paygan nuqsonlar, shikastlangan don tuzilmalari, mo'rt qoplamalar va hatto plyonkaning yorilishi kiradi.
Ishlab chiqarishda optimal chiziqli kuchlanishni aniqlashning amaliy usuli
Yo'naltirilgan kuchlanishni tozalash standart yondashuv hisoblanadi.
Maqsadli quvvatni, substrat haroratini, ish bosimini va gaz oqimini doimiy ravishda saqlang; faqat kuchlanish kuchlanishini sozlang. Har bir holat uchun cho'kish tezligi, qattiqlik, qoldiq kuchlanish va qoplama tarkibini tavsiflang.
Ko'pgina sinov natijalarida qoplamaning qattiqligi dastlab doimiy ravishda ko'tariladi. Muayyan nuqtaga erishgandan so'ng, cho'kma darajasi keskin pasayadi. Bu burilish nuqtasi kuchli teskari püskürtme boshlangan joyni belgilaydi.
Optimal kuchlanish kuchlanishi odatda bu chegaradan biroz pastroqda o'rnatiladi. U qoplamaning yuqori zichligini ta'minlaydi, shu bilan birga haddan tashqari chayqalishning oldini oladi.
Keng tarqalgan noto'g'ri tushuncha
Ko'pgina texniklar yuqori kuchlanish kuchlanishini yanada rivojlangan jarayonga teng deb hisoblashadi. Bu tushunmovchilik.
Substratning egilishi yo'l rulosiga o'xshash bo'lishi mumkin: etarli bosim yo'l qoplamasini siqib chiqara olmaydi; o'rtacha bosim silliq, qattiq sirt hosil qiladi; haddan tashqari bosim yo'l sirtini qirib tashlaydi.
Xulosa
Teskari chayqalish o'ziga xos jismoniy hodisadir. Haddan tashqari yuqori egilish yuqori{1}}energiyali ionlarga allaqachon yotqizilgan qoplamalarni qayta-o‘rash imkonini beradi.
Mo''tadil qayta{0}}parchalash plyonka zichlashishini osonlashtiradi. Biroq, haddan tashqari chayqalish sekinroq cho'kma, kompozitsion siljish, stressning kuchayishi va strukturaning buzilishiga olib keladi.
Bias kuchlanish yuqori qiymatlarda ustun emas. Yetuk jarayon muvozanatni buzadi: yotqizilgan qoplamani buzmasdan, plyonkani zichlashtirish uchun etarli ion bombardimoni.
