Методы ионного распыления

2-й метод состоит в распылении вещества бомбардировкой ускоренными ионами поверхности мишени.

В вакуумную камеру после откачки до давления остаточных газов < 0,005Па напускается рабочий газ аргон до давления от 0,01 до 0,1Па в зависимости от процесса ионизации газа, затем поджигается газовый разряд. При этом молекулы газа диссоциируют на атомы и ионизуются, превращаясь в положительные ионы, которые устремляясь к поверхности мишени, на которую подан потенциал величиной от -300 до -5000В, ускоряются в электрическом поле до энергии 300 - 5000 эВ и бомбардируют поверхность мишени.

В результате соударений металлические атомы из поверхностного слоя мишени выбиваются и, приобретая кинетическую энергию от 0,1 до 100эВ, образуют атомарный поток вещества мишени, распространяющийся нормально от поверхности мишени к поверхности изделия.

Диодная схема распыления.

 

Характеристикой процесса ионного распыления служит коэффициент распыления К (табл.). Так для наиболее часто употребляемых для распыления ионов аргона K_Ar:

 

Материал мишени	Cr	Ni	Al	Cu	Ag	Au	Cd
KAr	1,32	1,86	1,94	3,64	3,8	3,08	11,2

 

Распыление сопровождается эмиссией вторичных электронов, которые ускоряясь в электрическом поле, вызывают дополнительную ионизацию атомов рабочего газа.

Коэффициент распыления определяется энергией и направлениемпадения иона, природой взаимодействующих ионов с атомами, кристаллографической структурой и атомным строением бомбардируемой поверхности. Влияние температуры – незначительно. Распыление твердого и жидкого вещества почти не различается.

Основными преимуществамираспыления являются:

- высокая энергия распыленных атомов, усиливающая адгезию и улучшающая структуру и качество покрытий;

- исключение появления жидкой фазы и соответственно капельной фазы;

- одинаковая способность распыления как чистых металлов, так и сплавов.