Во всем перечне моих публикаций ( ссылка: https://vsor.by/category/tex/vak/) затрагивающих низкий вакуум – (10000-100 Па). средний вакуум– (100-0,1 Па), высокий вакуум – (0,1-0,00001Па) шла речь про вакуумное и электронное оборудование. Без такого оборудования получить толщины покрытий от нанометров до десятков микрометров невозможно.
Практика показала, что большей энергией обладают частицы (электроны и ионы) образованные методом ионного распыления, чем частицы сформированные методом термоэлектронной эмиссии.
Метод термоэлектронной эмиссии :
Дуговой разряд характеризуется высокой плотностью тока в канале разряда и высокой температурой газовой среды в межэлектродном пространстве – термоэлектронная эмиссия.
Метод ионного распыления:
Проводимость происходит за счет аргона ( появляются заряженные частицы – электроны, положительные ионы : аргон превращается в плазму).
Вывод:
Энергия распыленных частиц полученных методом термовакуумного процесса (термоэлектронной эмиссии) значительно меньше , чем энергия частиц полученных методом ионного распыления . Отличия до 2-х порядков . А поэтому, после конденсации на подложке (к примеру на стекле) , энергия активации гораздо выше будет при ионном распылении ( адгезия значительно вырастает), чем при дуговом нагреве (термоэлектронной эмиссии ).
Из практики :
Если произвести закалку стеклянных подложек с пленкой из металла нанесенных разными методами (термоэлектронной эмиссией и ионным распылением), то слой ( полученный при методе термоэлектронной эмиссии) исчезнет, а слой ( полученный при ионном распылении) останется.
Еще:
Технологии распыления (при получении ионов) разделяют на плазменную (плазма газа расположена около мишени) и ионно-лучевую (ионы формируются в отдельном ионном источнике — пушке).
Лучшее напыление ( по равномерности, однородности, адгезии ) достигается тогда , когда подложки вращаются, когда форвакуумный (механический) насос откачивает рабочую камеру установки до давления порядка 5-10 Па, а диффузионный (паромасляный) насос откачивает установку до 0,001 Па. , а затем ( при нанесении пленки на подложку) вакуум поддерживается на уровне (0,5- 1 ) Па при ШИМ управлении игольчатым капаном подачи инертного газа .
Причем используется магнетронное распыление в режиме , когда на катод падает ионов столько , сколько с катода исходит ( за счет вторичной электронной эмиссии) электронов . То есть плазма является устойчивой (самоподдерживающейся).
Еще :
Благодаря скрещиванию магнитного и электрического полей увеличивается эффективность ионизации газа, возростает плотность плазмы ( в сравнении с немагнитными устройствами). Поэтому магнетронные распылительные системы стали лидирующими технологиями в микроэлектронике, для увеличении износостойкости, декоративности, защиты поверхностей , для получении многослойных покрытий в оптике .
Наиболее встречается (на практике) технология получения тонких пленок методом магнетронного распыления в постоянном электромагнитном поле, когда катод является мишенью :
Показана траектория электронов в магнетроне . Где .В— индукция магнитного поля влияющая на анодный ток.
Литература для изучения (ссылка: https://drive.google.com/drive/folders/1MQXFmYPxD9593DATzylr35lwQAhALKS0?usp=share_link) .
Готовый проект по автоматизации вакуумного производства : (ссылка:https://drive.google.com/drive/folders/16x9zxFwXyPPCvcSPqCsSfMv9UeSXosJR?usp=share_link )