Классификация методов осаждения вакуумных покрытий
Физические основы нанесения вакуумных покрытий
Впервые металлические покрытия были получены Фарадеем в 1857 г. при проведении экспериментов по пропусканию больших электрических токов через… 1. Высокая производительность процесса нанесения покрытия. Разработаны… 2. Возможность получения покрытий в чистых условиях и, как следствие этого, достижение их высокого качества. Покрытия…Основные стадии и особенности процесса нанесения вакуумных покрытий
Процесс нанесения вакуумных покрытий предполагает реализацию следующих основных стадий: – образование газовой фазы (генерация паров, летучих продуктов); – перенос атомов, частиц вещества от источника газовой фазы до покрываемой поверхности;Классификация методов осаждения вакуумных покрытий
Наиболее распространена классификация, в соответствии с которой в зависимости от механизма генерации газового потока все известные методы условно разделяют на способы перевода атомов в газовую фазу по механизму испарения и способы образования газовой фазы в результате распыления мишени ионами или высокоэнергетичными атомами (рисунок 2):
| Нанесение покрытий в результате |
Рисунок 2 – Классификация вакуумных методов нанесения покрытий
Генерируемые данными методами газовые потоки характеризуются различными значениями энергии частиц, степени ионизации, плотности. Поэтому покрытия, формируемые из распыленных или испаренных частиц, отличаются структурой и, соответственно, свойствами.
В зависимости от природы энергетического воздействия на испаряемое вещество различают:
1) резистивное испарение. В этом случае перевод в газовую фазу происходит под действием тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока через резистивный элемент или испаряемое вещество;
2) электронно-лучевое испарение. Нагрев и испарение вещества осуществляются при действии на него потока электронов;
3) лазерное испарение. Источником энергии в данном способе является монохроматическое электромагнитное (лазерное) излучение;
4) электродуговое испарение. Генерация газовой фазы происходит в результате горения электрической дуги и выделения при этом теплоты;
5) индукционное испарение. Образование паров осуществляется в результате нагрева при прохождении через резистивный элемент или испаряемый металл индукционных токов, создаваемых внешним высокочастотным магнитным полем.
Все методы нанесения покрытий, реализующие генерацию газовой фазы по механизму распыления, классифицируют на две большие группы: ионно-лучевые и ионно-плазменные или плазмоионные. В первом случае выбивание атомов мишени происходит под действием бомбардировки ее поверхности ионными пучками определенной энергии. Характерной особенностью данных методов является отсутствие необходимости подачи на распыляемую мишень электрического потенциала. При плазмоионном распылении мишень находится в сильно ионизированной плазме под отрицательным потенциалом относительно плазмы. Под действием электрического поля положительные ионы вытягиваются из плазмы и бомбардируют мишень, вызывая ее распыление.
В зависимости от способа создания плазмы различают следующие разновидности плазмоионного распыления: катодное, магнетронное, высокочастотное и распыление в несамостоятельном газовом разряде.
Испарение атомов металла
В настоящее время физические основы процессов испарения и конденсации атомов металла достаточно подробно разработаны. Создана исчерпывающая теория,… Основным уравнением, описывающими испарение атомов металла, является уравнение…Получение покрытий резистивным испарением
Первые покрытия, осажденные из потока испаренных атомов, были получены, как уже отмечалось, Фарадеем в 1857 году при проведении опытов с испарением… Технология получения покрытий резистивным испарением характеризуется… 1) возможность нанесения покрытий из металлов, диэлектриков, полупроводников;Электронно-лучевое нанесение