27.Технология получения покрытий плазмо-ионным распылением в несамостоятельном газовом разряде
Несамостоятельный газовый разряд - разряд, для поддержания которого необ- ходимо постоянное энергетическое воздействие, т.е. необходим постоянный подвод энергии извне. Для инициирования и поддержания газового разряда, как правило, используют:
1. заряженные частицы, генерируемые отдельным источником;
2. ультрафиолетовое или γ- излучение (возникновение заряженных частиц происходит вследствие фотоэффекта);
3. внешнее высокочастотное электромагнитное поле.
В технологии получения покрытий наиболее часто в качестве внешнего иони- затора используют электроны, источником которых является размещенный в камере термокатод. Наиболее простая схема: трех электродное устройство рас- пыления с термокатодом (рис 3).
Использование несамостоятельного газового разряда позволяет значительно снизить начальное давление в камере и таким образом, уменьшить концентрацию химически активных газов и, соответственно, повысить качество покрытий.
При реализации данного метода достигаются следующие характерные параметры: -скорость осаждения - 0,5÷0,1 мкм/с.
Характерная особенность данного метода: скорость распыления регулируется путем изменения тока эмиссии термокатода;
Преимущества:
1. универсальности , т.к. можно получать покрытия из самых тугоплавких материалов;
2. высокой сплошности и адгезии формируемых покрытий (они не содержит включения активных газов и химических соединений с их участием);
3. возможности получения покрытий сложного состава (карбидов, нитридов, оксидов);
4. достаточно высокие скорости распыления и, соответственно, роста покрытий.
28.Технология формирования тонких полимерных покрытий из активной газовой фазы
В вакуумной технологии нанесения тонких полимерных покрытий можно выделить два основных направления.
К первому относят наиболее разработанные и нашедшие достаточно широкое практическое применение методы осаждения полимерных покрытий на твердой поверхности в результате ионно-электронной бомбардировки адсорбированных на ней низкомолекулярных органических соединений. В соответствии с данными методами в вакуумную камеру напускается мономер (или другие низкомолекулярные соединения) до давления порядка 100 Па и ниже. Адсорбированные на поверхности подложки соединения подвергаются воздействию электронов, ионов или УФ излучения. В результате происходит возбуждение электронных уровней молекул (их активация) с последующим протеканием реакций полимеризации. Такая технология требует применения систем напуска и специальных источников активационного воздействия. Кроме того, формирование покрытий происходит, как правило, с низкой скоростью роста, а их функциональные свойства очень сильно зависят от режима и условий синтеза, что создает ряд трудностей при реализации данных технологий.
Второй подход в технологическом отношении более прост. В качестве исходного материала используется полимер или олигомер в конденсированной фазе. Создание активной газовой среды происходит в результате воздействия на мишень (полимер или олигомер) концентрированного потока энергии (электронов, ионов, лазерного излучения или теплового нагрева за счет теплопро-водности). В итоге наблюдается диспергирование (разрушение) материала мишени и образование летучих продуктов, которые поступают на поверхность подложки и на ней создаются условия для протекания реакции вторичной полимеризации. Важной особенностью данного технологического подхода является одновременное протекание двух основных стадий: образование летучих продуктов и их активационная обработка. Как правило, формирование покрытий из большого числа полимеров не требует дополнительного энергетического воздействия на подложку. Однако в ряде случаев, когда время жизни активных частиц достаточно мало, полезным является дополнительное инициирование реакций вторичной полимеризации. Отметим, что при больших плотностях концентрированного потока энергии, действующего на исходный полимер, возможно образование летучих фрагментов, имеющих высокую молекулярную массу.