Giới thiệu về Cathodic Arc lắng đọng

Cathodic Arc lắng đọng là một quá trình quy mô công nghiệp sử dụng rộng rãi cho việc áp dụng các vật liệu màng mỏng chất lượng cao. Quá trình được dựa trên áp thấp, cao hiện tại hồ quang cathodic vật lý mà sản xuất huyết tương dày đặc, bị ion hóa rất cao. Cathodic Arc lắng đọng được đặc trưng bởi một plasma gần như 100% bị ion hóa lắng đọng với các ion tương đối năng lắng đọng.

Cathodic Arc lắng đọng làm việc điều kiện chân không bằng cách sử dụng thiết kế đặc biệt lắng đọng đầu. Cathodic Arc lắng đọng có thể hoạt động ở hai DC hoặc pulsed chế độ. Trong cả hai trường hợp, một nguồn cung cấp điện áp dụng một điện áp đó sản xuất một xả hồ quang giữa anode và cathode. Arc hiện nay là tập trung trên một diện tích bề mặt nhỏ vào catốt mà tạo ra một mật hiện nay rất cao (~ 1012 A/m2) tại những gì thường được gọi là "âm cực điểm".

Mật độ chiều cao này được liên kết với một mật độ năng lượng rất cao (~ 1013 W/m2) mà tạo ra một biến đổi địa phương giai đoạn của mục tiêu rắn (chất liệu catốt) gần như hoàn toàn bị ion hóa lắng đọng plasma. Plasma mở rộng nhanh chóng vào môi trường xung quanh chân không hướng tới bề mặt.

Thời gian lắng đọng trên bề mặt, plasma có vận tốc ion với nguồn năng lượng động học của khoảng 20 eV cho các yếu tố ánh sáng và 200 eV cho nguyên tố nặng. Điều này có thể được so sánh để tạo, nơi năng lượng là một vài eV nhất. 

Hiện có một số lợi thế để các nguồn năng lượng ion cao kết hợp với Cathodic Arc lắng đọng. Ví dụ, Cathodic Arc lắng đọng phim có xu hướng nặng và có đặc điểm độ bám dính tốt hơn so với bộ phim được sản xuất bằng cách sử dụng các phương pháp khác. Các nguyên tử gửi xâm nhập bề mặt, khóa các lớp phủ bề mặt với độ bám dính cao.

Các ion tràn đầy năng lượng tạo ra bởi Cathodic Arc lắng đọng cũng cho phép sử dụng nhiệt độ bề mặt thấp hơn so với các quá trình khác. Điều này là bởi vì các ion Cathodic Arc lắng đọng thực hiện đầy đủ năng lượng để phim dạng dày đặc, nhỏ gọn mà không cần bổ sung năng lượng nhiệt được cung cấp bởi bề mặt.

Cathodic Arc lắng đọng cao ion hóa phần nhỏ cho phép lắng đọng vật liệu phải được kiểm soát. Ví dụ của biasing bề mặt, năng lượng tác động của các ion trên bề mặt có thể được tăng lên. Dòng huyết tương cũng có thể là rastered bằng cách sử dụng từ trường, cho phép vật chất lắng đọng được chuyển về bề mặt, Trung bình lớp phủ mà không cần di chuyển các chất nền.

Cho phản ứng lắng đọng, Cathodic Arc lắng đọng cho phép về mặt hóa học chính xác bộ phim được sản xuất trên một loạt các áp lực khí. Điều này giúp giảm bớt sự cần thiết để kiểm soát áp suất chính xác, mà làm tăng năng suất và giảm thành, giảm chi phí của lớp phủ. Ngược lại, phản ứng tạo thường bị "đích ngộ độc," trong đó oxy impinges trên bề mặt các mục tiêu và các hình thức các ôxít, ảnh hưởng đến tỷ lệ sputter. Điều này tạo ra sự thống nhất các vấn đề với các lớp phủ. Vì năng lượng kết hợp với quá trình Cathodic Arc lắng đọng, mục tiêu ngộ độc xảy ra như là một cách dễ dàng, sản xuất bộ phim thống nhất với những vấn đề ít hơn.

Quá trình Cathodic Arc lắng đọng sản xuất như vậy gọi là "vĩ mô hạt" (hoặc hạt) cùng với plasma lắng đọng. Vĩ mô hạt trong phạm vi kích thước từ nhỏ hơn một micromet để khoảng 10 thước micrômét đường kính. Cho nhiều ứng dụng lớp phủ (lớp phủ công cụ ví dụ) các hạt vĩ mô không bất lợi và không có biện pháp được thực hiện để loại bỏ chúng. Tuy nhiên, đối với một số ứng dụng (ví dụ: quang Sơn) các macro làm suy thoái các lớp đầy đủ mà họ phải bị loại bỏ. Điều này thường được thực hiện bằng cách sử dụng bộ lọc từ 90 độ hướng dẫn plasma lắng đọng ra khỏi hnăm đường thẳng của các macro. Sử dụng một bộ lọc, hơn 99% các macro được loại bỏ, sản xuất các vật liệu chất lượng cao, hạt miễn phí.