Бомбардировкой киб
Метод заключается в зажигании в вакууме сильноточного дугового разряда, в котором распыляемый мат-л служит одним из электродов.
1)если мишень является катодом, то реализуется так называемое осаждение с холодным катодом, дуга горит в парах катода;мишень(К) охлаждается,реализуется схема с холодным катодом (КИБ); это наиболее распространенный вариант.
2)дуга горит в системе А-К-мишень, но мишень не охлаждается, происходит разогрев катода до высоких темпер-р, дуга горит в парах катода, в рез-те возникает дуговой разряд с термоэлектронной эмиссией.
3)если мишень является анодом, то метод называется осаждение с горячим катодом.
При горении дуг. разряда происходит перемещение катодного пятна по пов-ти мишени. В области катодного пятна происходит процесс испарения и распыления мат-ла. Испарение - за счет локального нагрева в катодном пятне, а распыление – за счёт бомбардировки.
Основная часть продуктов эрозии состоит из паровой фазы. Также в потоке присутствуют твердые (осколочной фазы) и/или жидкие частицы с размером 0,1-100мкм (капельной фазы).
При прохождении атомарного потока мат-ла через плазму дуги происходит его ионизация. Перенос осуществляется с высокой скоростью. Все составляющие потока конденсируются на подложке(атомы, иониз.атомы, частицы ж. и тв. фазы).
Характеристики6 Р=10-5-101Па, высокие энергии частиц 0,1-10эВ, =>самаяmaxэнергия частиц=>метод эффективный! Высокий коэф-т ионизации (доля ионов в потоке)=20-90%, скорость роста покрытий до 1-3 мкм/мин.
Причины возникновения капельной фазы:
-поглощение газов расплавом металла,
-неравномерность структуры.
Характеристики разряда: Uр=20-50В,Uх.х.(источника питания)=60-80В,I=200-300А.
Для зажигания (инициирования) разряда исп-ся специальные устройства, например:
-вспомогательный электрод, который замыкается на катод и инициируется разряд;
-
плавкие
вставки(тонкая проволока между А и
К,подается напряжение,проволока сгорает,
инициируется дуга); -дополнительный
источник плазмы(независимый).
Торцевой плазменный Холловский ускоритель.
Мишени
При вакуумных методах напыления покрытий путем распыления исходные материалы используют в виде мишеней. Мишень представляет собой компактное изделие, форма и размер которого зависят от размера рабочей камеры и схемы рабочего процесса. По своей структуре мишени разделяются на сплошные, многослойные и составные. Сплошные мишени используют в основном для нанесения чисто металлических покрытий, многослойные — при распылении диэлектриков, составные — для получения многокомпонентных покрытий. Типичными материалами для изготовления мишеней являются алюминий, хром, медь, тантал, титан, нихром, нитрид кремния, диоксид кремния, алюминий—кремний, титан—вольфрам и др. Способ нанесения керамического покрытия включает размещение изделия в камере распыления, вакуумирование камеры, подачу в камеру смеси кислорода и инертного газа и формирование керамического покрытия на изделии в две стадии. При этом на первой стадии осуществляют нагрев изделия до температуры 500-1000°С, совмещая его с обработкой поверхности изделия пучком ускоренных ионов инертного газа. На второй стадии осуществляют обработку поверхности изделия пучком ускоренных ионов инертного газа, совмещенную с магнетронным распылением мишени. После формирования керамического покрытия проводят термообработку изделия.
Однако надо отметить, что керамические материалы могут быть непроводящими и мишени из чистого металла будут пылиться лучше в случае обоих методов. Также для керамических мишеней необходимо охлаждение так как существует вероятность растрескивания.