מהם המאפיינים והעקרונות הטכניים של חומר יעד הציפוי

הסרט הדק על המטרה המצופה הוא צורת חומר מיוחדת. בכיוון העובי הספציפי, האבנית קטנה מאוד, שהיא כמות מדידה מיקרוסקופית. בנוסף, בגלל המראה והממשק של עובי הסרט, מסתיימת המשכיות החומר, מה שהופך את נתוני הסרט ונתוני היעד לבעלי מאפיינים משותפים שונים. והמטרה היא בעיקר השימוש בציפוי מקרטעת מגנטרון, העריכה של בייג'ינג ריצ'מט תביא אותנו להבין העיקרון והמיומנויות של ציפוי מקרטעת.

　　一、עקרון ציפוי מקרטעת

מיומנות ציפוי קפיצה היא להשתמש במראה היעד של הפגזת יונים, אטומי המטרה נפגעים מהתופעה המכונה קיצוץ. האטומים המופקדים על פני המצע נקראים ציפוי מקרטעת. באופן כללי, יינון גז מיוצר על ידי פריקת גז, והיונים החיוביים מפציצים את יעד הקתודה במהירות גבוהה תחת פעולת השדה החשמלי, ופוגעים באטומים או מולקולות של מטרת קתודה, וטיסה אל פני השטח של המצע כדי להיות מופקד לתוך סרט. בפשטות, ציפוי מקרטעת משתמש בפריקת זוהר גז אינרטי בלחץ נמוך כדי ליצור יונים.

בדרך כלל, ציוד ציפוי הסרט המקרטעת מצויד בשתי אלקטרודות בתא פריקת ואקום, ויעד הקתודה מורכב מנתוני ציפוי. תא הוואקום מלא בגז ארגון בלחץ של 0.1~10Pa. פריקת זוהר מתרחשת בקתודה תחת פעולה של מתח גבוה שלילי של 1~3kV dc או מתח rf של 13.56mhz. יוני ארגון מפציצים את פני המטרה וגורמים לאטומי המטרה המקרטעים להצטבר על המצע.

　　二、מאפייני כישורי ציפוי בקילוח

1、מהירות ערימה מהירה

ההבדל בין אלקטרודת הקפיצה המגנטית במהירות גבוהה לבין אלקטרודת הקפיצה הדו-שלבית המסורתית הוא שהמגנט מסודר מתחת למטרה, כך שהשדה המגנטי הלא אחיד הסגור מתרחש על פני המטרה. כוח הלורנץ על האלקטרונים הוא לכיוון המרכז של השדה המגנטי ההטרוגני. בגלל אפקט המיקוד, האלקטרונים בורחים פחות. השדה המגנטי ההטרוגני מסתובב סביב משטח המטרה, והאלקטרונים המשניים שנלכדו בשדה המגנטי ההטרוגני מתנגשים במולקולות הגז שוב ושוב, מה שמשפר את קצב ההמרה הגבוה של מולקולות הגז. לפיכך, קיטור המגנטרון במהירות גבוהה צורך הספק נמוך, אך יכול להשיג יעילות ציפוי מעולה, עם מאפייני פריקה אידיאליים.

2、טמפרטורת המצע נמוכה

קפיצת מגנטרון במהירות גבוהה, הידועה גם בשם קימוט בטמפרטורה נמוכה. הסיבה היא שהמכשיר משתמש בפריקות במרחב של שדות אלקטרומגנטיים הישרים זה לזה. האלקטרונים המשניים המתרחשים בצד החיצוני של המטרה, זה בזה. תחת פעולתו של שדה אלקטרומגנטי ישר, הוא קשור ליד פני המטרה ונע לאורך המסלול בקו גליל מעגלי, מתדפק שוב ושוב על מולקולות הגז כדי ליינן את מולקולות הגז. יחד, האלקטרונים עצמם מאבדים בהדרגה את האנרגיה שלהם, באמצעות בליטות חוזרות ונשנות, עד שהאנרגיה שלהם אובדת כמעט לחלוטין לפני שהם יכולים לברוח מפני השטח של המטרה ליד המצע. מכיוון שהאנרגיה של האלקטרונים כל כך נמוכה, הטמפרטורה של המטרה לא עולה גבוה מדי. זה מספיק כדי לנטרל את עליית טמפרטורת המצע הנגרמת מהפצצת אלקטרונים באנרגיה גבוהה של זריקת דיודה רגילה, אשר משלימה את ההקפאה.

3、מגוון רחב של מבני ממברנה

המבנה של סרטים דקים המתקבלים על ידי אידוי ואקום ותצהיר הזרקה שונה בתכלית מזה המתקבל על ידי דילול מוצקים בתפזורת. בניגוד למוצקים הקיימים בדרך כלל, אשר מסווגים בעצם אותו מבנה בתלת מימד, הסרטים המופקדים בשלב הגז מסווגים כמבנים הטרוגניים. הסרטים הדקים הם עמודים וניתן לחקור אותם על ידי מיקרוסקופיה אלקטרונית סריקה. צמיחת העמודים של הסרט נגרמת מהמשטח הקמור המקורי של המצע ומעט צללים בחלקים הבולטים של המצע. עם זאת, הצורה והגודל של העמוד שונים לגמרי בגלל טמפרטורת המצע, פיזור פני השטח של אטומים מוערמים, קבורת אטומי טומאה וזווית התקיפה של אטומים תקפים ביחס למשטח המצע. בטווח הטמפרטורות המוגזם, לסרט הדק יש מבנה סיבי, בצפיפות גבוהה, המורכב מגבישים עמודים עדינים, שהוא המבנה הייחודי של הסרט המקרטע.

לחץ התזת ומהירות ערימת הסרט משפיעים גם על מבנה הסרט. מכיוון שלמולקולות גז יש השפעה של דיכוי פיזור האטומים על פני המצע, ההשפעה של לחץ קפיצה גבוה מתאימה לירידת טמפרטורת המצע במודל. לכן, ניתן להשיג סרטים נקבוביים המכילים גרגירים עדינים בלחץ התזת גבוה. סרט זה בגודל גרגר קטן מתאים לשימון, עמידות בפני שחיקה, התקשות פני השטח ויישומים מכניים אחרים.

4、סדרו הרכב באופן שווה

תרכובות, תערובות, סגסוגות וכו', שקשה בצורה מתאימה לציפוי על ידי אידוי ואקום בגלל שלחצי האדים של הרכיבים שונים או בגלל שהם מתבדלים בעת חימום. שיטת ציפוי התזת היא להפוך את שכבת פני השטח של האטומים שכבה אחר שכבה למצע, במובן הזה הוא מיומנויות יצירת סרט מושלם יותר. ניתן להשתמש בכל מיני חומרים בייצור ציפוי תעשייתי על ידי קיצוץ.