উচ্চ ক্ষমতা ইমপ্রেশন ম্যাগনেট্রন Sputtering

হাই-পাওয়ার ইনভেসেল ম্যাগনেট্রন স্পুতারিং (হাইপাইমস বা হাইপিআইএস, হাই-পাওয়ার স্প্লসেড ম্যাগনেট্রন স্পুতারিং, এইচপিপিএমএস নামে পরিচিত) ম্যাগনেট্রন স্পার্টার ডিপোজেশনের উপর ভিত্তি করে পাতলা ছায়াছবির শারীরিক বাষ্প বর্ধনের একটি পদ্ধতি। এইচআইপিআইএমএস কম ডিউটি ​​চক্রের (10 / পি / সময় সময় অনুপাত) মাইক্রোসেকেন্ডের 10 ডিগ্রি সেলসিয়াসের কম ডাল (ইপলস) -এর বিন্যাসে অত্যন্ত উচ্চ ক্ষমতা ঘনত্ব ব্যবহার করে। HIPIMS এর বিশিষ্ট বৈশিষ্ট্যগুলি স্পুত্ট ধাতুের উচ্চ মাত্রার আয়ন এবং উচ্চ মাত্রার আণবিক গ্যাস বিভাজক যা জমাট চলচ্চিত্রগুলির উচ্চ ঘনত্বের ফলে হয়। Ionization এবং বিচ্ছেদ ডিগ্রী শিখর ক্যাথোড শক্তি অনুযায়ী বৃদ্ধি। স্রাব স্রাব থেকে চাকা ফেজ থেকে স্রাব পরিবর্তন দ্বারা নির্ধারিত হয়। প্রচলিত স্প্রেটারিং (1-10 W ∙ cm ^-2 ) এর মত একটি গড় ক্যাথোড শক্তি বজায় রাখার জন্য সর্বোচ্চ শক্তি এবং ডিউটি ​​চক্র নির্বাচন করা হয়।

HIPIMS এর জন্য ব্যবহার করা হয়:

●   লেপ প্রজনন পূর্বে স্তর স্তর (prestrate etching) pretreatment বৃদ্ধি

●   উচ্চ microstructure ঘনত্ব সঙ্গে পাতলা চলচ্চিত্র জালিয়াতি

HIPIMS রক্তরস স্রাব

HIPIMS প্লাজমা একটি গ্লাস স্রাব দ্বারা উত্পন্ন হয় যেখানে স্রাব বর্তমান ঘনত্ব অনেক A ∙ cm ^-2 পৌঁছাতে পারে, যখন স্রাব ভোল্টেজ কয়েক শত ভোল্ট মধ্যে বজায় রাখা হয়। স্রাব ক্যাথোড (লক্ষ্য) পৃষ্ঠের মধ্যে সমজাতীয়ভাবে বিতরণ করা হয় তবে বর্তমান ঘনত্বের একটি নির্দিষ্ট প্রান্তিকের উপরে এটি সংকীর্ণ আয়নায়ন অঞ্চলগুলিতে সঞ্চারিত হয় যা লক্ষ্যমাত্রার ক্ষয়প্রাপ্ত "রেসট্র্যাক" নামে পরিচিত পাথ বরাবর প্রসারিত হয়।

HIPIMS 1013 আয়নের একটি উচ্চ ঘনত্ব প্লাজমা তৈরি ∙ CM 3- টার্গেট ধাতু আয়ন এর উচ্চ ভগ্নাংশ ধারণকারী। প্রধান ionisation প্রক্রিয়া ইলেকট্রন প্রভাব, যা চার্জ এক্সচেঞ্জ, বিস্তার, এবং অগ্নিতরঙ্গ মধ্যে প্লাজমা নির্মূল দ্বারা সুষম হয়। Ionisation হার প্লাজমা ঘনত্ব উপর নির্ভর করে।

ধাতু বাষ্প এর ionisation ডিগ্রী স্রাব এর শিখর বর্তমান ঘনত্ব একটি শক্তিশালী ফাংশন। উচ্চ বর্তমান ঘনত্বের মধ্যে, চার্জ 2+ এবং উচ্চতর সঙ্গে আতঙ্কিত আয়ন - ভি জন্য 5+ পর্যন্ত - তৈরি করা যেতে পারে। চার্জযুক্ত লক্ষ্য আয়নগুলির উপস্থিতি 1+ এর চেয়ে বেশি পরিমাণে একটি সম্ভাব্য মাধ্যমিক ইলেক্ট্রন নির্গমন প্রক্রিয়ার জন্য দায়ী যা প্রচলিত গ্লাছ ডিসচার্জে পাওয়া গতিসম্পন্ন সেকেন্ডারি নির্গমনের চেয়ে উচ্চতর নির্গমনের সমমান। একটি সম্ভাব্য দ্বিতীয় ইলেক্ট্রন নির্গমন প্রতিষ্ঠার স্রাব বর্তমান বৃদ্ধি হতে পারে।

HIPIMS সাধারণত লক্ষ্যমাত্রা এবং অন্যান্য সিস্টেম উপাদানগুলির ওভারহ্যাটিং এড়াতে একটি কম ডিউটি ​​চক্রের সাথে সংক্ষিপ্ত নাড়ি (ঢাল) মোডে পরিচালিত হয়। প্রতিটি নাড়ি মধ্যে স্রাব বিভিন্ন পর্যায়ে মাধ্যমে যায়:

●   বৈদ্যুতিক ভাঙ্গন

●   গ্যাস প্লাজমা

●   মেটাল প্লাজমা

●   স্থির অবস্থা, যা মেটাল প্লাজমা গ্যাস প্লাজমা উপর প্রভাব বিস্তার করতে যথেষ্ট ঘন যথেষ্ট যদি পৌঁছাতে পারে।

সারণিতে প্রয়োগ করা নেতিবাচক ভোল্টেজ (পক্ষপাতের ভোল্টেজ) স্তরটি ইতিবাচক চার্জ কণাগুলির গতির গতি এবং দিককে প্রভাবিত করে যা স্তরটিকে আঘাত করে। অফ-অফ চক্রের মেয়াদকাল মিলিসেকেন্ডের ক্রম। কারণ ডিউটি ​​চক্র ছোট (<10%), কেবল="" কম="" গড়="" ক্যাথোড="" পাওয়ার="" ফলাফলটি="" (1-10="" কিলোওয়াট)=""> লক্ষ্য "বন্ধ সময়" সময় শান্ত, যার ফলে প্রক্রিয়া স্থায়িত্ব বজায় রাখতে পারেন।

HIPIMS বজায় রাখে যে স্রাব একটি উচ্চ বর্তমান গ্লাস স্রাব, যা ক্ষণস্থায়ী বা quasistationary হয়। প্রতিটি নাড়ি একটি সমালোচনামূলক সময়ের জন্য একটি উজ্জ্বল অবশেষ যা পরে এটি একটি চাপ স্রাব সঞ্চালিত। যদি নাসপাতি দৈর্ঘ্য সমালোচনামূলক নীচের রাখা হয়, স্রাব একটি স্থিতিশীল ফ্যাশন অনির্দিষ্টকালের জন্য কাজ করে।

২008 সালে দ্রুত ক্যামেরা ইমেজিং দ্বারা প্রাথমিক পর্যবেক্ষণগুলি স্বাধীনভাবে রেকর্ড করা হয়েছিল, আরও ভাল নির্ভুলতার সাথে প্রদর্শিত হয়েছিল, এবং প্রকাশ করে যে অধিকাংশ ionization প্রক্রিয়াগুলি খুব সীমিত আয়নীকরণ অঞ্চলগুলিতে ঘটে থাকে। ড্রিফ্ট বেজটি 104 মিটার / সেকেন্ডের আকারের মাপা হয়, যা ইলেক্ট্রন ড্রিফট বেজের মাত্র 10%।

HIPIMS দ্বারা সারণি pretreatement

যান্ত্রিক উপাদান যেমন মোটরগাড়ি অংশ, ধাতু কাটিয়া সরঞ্জাম এবং আলংকারিক জিনিসপত্র উপর পাতলা ফিল্ম জনাব আগে একটি প্লাজমা পরিবেশে স্তর pretreatment প্রয়োজন হয়। উপসর্গগুলি একটি প্লাজার মধ্যে নিমজ্জিত এবং কয়েক শত ভোল্টের উচ্চ ভোল্টেজের পক্ষপাতী। এই উচ্চ শক্তি আয়ন বোমা যে কোনো দূষণ দূরে sputters কারণ। ক্ষেত্রে যখন প্লাজমা ধাতু আয়ন থাকে, তারা কিছু nm একটি গভীরতার যাও স্তর মধ্যে রোপিত করা যেতে পারে। HIPIMS একটি উচ্চ ঘনত্ব এবং ধাতু আয়ন এর উচ্চ অনুপাত সঙ্গে একটি প্লাজমা উৎপন্ন করতে ব্যবহার করা হয়। ক্রস-সেকশনে চলচ্চিত্র-স্তরবিন্যাস ইন্টারফেসের দিকে তাকালে, একটি পরিষ্কার ইন্টারফেস দেখতে পাবেন। Epitaxy বা পারমাণবিক রেজিস্ট্রিটি একটি নাইট্রেড ফিল্মের স্ফটিক এবং একটি মেটাল স্রস্টের স্ফটিকের মধ্যে সাধারণত থাকে যখন HIPIMS pretreatment জন্য ব্যবহৃত হয়। এইচপিআইএমএস ইস্পাত স্তরসমষ্টি pretreatment জন্য ফেব্রুয়ারী 2001 সালে এপি Ehiasarian দ্বারা প্রথমবার ব্যবহার করা হয়েছে।

Pretreatment সময় স্তর biasing উচ্চ ভোল্টেজ ব্যবহার করে, যা উদ্দেশ্য ডিজাইন আর্ক সনাক্তকরণ এবং দমন প্রযুক্তি প্রয়োজন ডেডিকেটেড ডিসি স্তর বজায় রাখা ইউনিটগুলি সবচেয়ে বহুমুখী বিকল্প প্রদান করে কারণ তারা স্তরবৃদ্ধি হার বৃদ্ধি করে, স্তর ক্ষয়ক্ষতি হ্রাস করে এবং একাধিক ক্যাথোড সহ সিস্টেমগুলিতে কাজ করতে পারে। একটি বিকল্প হল দুটি HIPIMS বিদ্যুৎ সরবরাহ একটি মাস্টার-স্লেভ কনফিগারেশনের মধ্যে সিঙ্ক্রোনাইজ করা হয়: এক স্রাব স্থাপন এবং স্প্লাসযুক্ত সস্তু পক্ষপাত উত্পন্ন করার জন্য।

HIPIMS দ্বারা পাতলা ফিল্ম জমা

স্রাব বর্তমান ঘনত্ব এ HIPIMS দ্বারা জমা দেওয়া পাতলা ছায়াছবি> 0.5 A · সেমি ^-2 কোন voids সঙ্গে একটি ঘন স্তম্ভিত গঠন আছে। HIPIMS দ্বারা তামা চলচ্চিত্রের বন্টন প্রথমবারের জন্য ভি Kouznetsov দ্বারা 1: 1.2 অনুপাত অনুপাত সঙ্গে 1 μm ভিয়াস ভর্তি আবেদন জন্য রিপোর্ট করা হয়েছিল

ট্রানজিশন মেটাল নাইট্রাইড (সিআরএন) পাতলা ফিল্মগুলি এইচপিআইএমএস দ্বারা ২011 সালের ফেব্রুয়ারিতে এপি এহিয়াসেরিয়ান দ্বারা প্রথমবারের জন্য আমানত করা হয়েছিল। HIPIMS দ্বারা জমা করা চলচ্চিত্রগুলির প্রথম পুঙ্খানুপুঙ্খ তদন্ত TEMmD গঠন করে একটি ঘন microstructure, বড় আকারের ত্রুটিগুলি মুক্ত। ছায়াছবি একটি উচ্চ কঠোরতা, ভাল জারা প্রতিরোধের এবং কম সহচরী পরিধান সহগ। HIPIMS হার্ডওয়্যার এর বাণিজ্যিকীকরণ অনুসরণ করে বৃহত্তর বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের প্রবেশযোগ্য প্রযুক্তিটি তৈরি করে এবং বেশ কয়েকটি অঞ্চলে উন্নয়ন ঘটায়।

নিম্নলিখিত উপকরণ অন্যান্যদের মধ্যে, HIPIMS দ্বারা সফলভাবে জমা করা হয়েছে:

●   জারা প্রতিরোধক: CRN / NbN nanoscale multilayer

●   জারণ প্রতিরোধক: CrAlYN / CrN , nanoscale , multilayer,   তি-আল-সি-এন, ক্র-আল-সি-এন ন্যানোকোমোসিয়েট

●   অপটিক্যাল: এজি, টিও _২ , জেড এনও, ইনএসএনও, জিরো _২ , কুইইনগাস

●   সর্বোচ্চ পর্যায়: টিআইএসসি

●   মাইক্রোইলেক্ট্রনিকস: কু, তি, টিআইএন, তাই, তাএন

●   হার্ড Coatings: কার্বন নাইট্র্রেড CN _এক্স

●   হাইড্রোফোবিক: এইচএফও ₂

সুবিধাদি

HIPIMS COATINGS এর প্রধান সুবিধার মধ্যে একটি denser আবরণ মোরালজি এবং প্রচলিত পিভিডি কোটিংয়ের তুলনায় ইয়ং এর মডুলাসে কঠোরতা বৃদ্ধি অনুপাত অন্তর্ভুক্ত। যদিও তুলনামূলক প্রচলিত ন্যানো কাঠামোগত (টিআই, আল) এন কোটিরিংগুলির মধ্যে ২5 টি জিপিএ এবং 460 জিপিএর একটি তরুণ মডিউলাস রয়েছে, তবে নতুন এইচআইপিআইএমএস লেপের পরিমাণ 30 জিপিএর চেয়ে 368 জিপিএর একটি তরুণ মডিউলাসের চেয়ে বেশি। কঠোরতা এবং তরুণ এর মডুলাস মধ্যে অনুপাত আবরণ এর বলিষ্ঠ বৈশিষ্ট্য একটি পরিমাপ। দরিদ্র অবস্থায় তুলনামূলকভাবে ছোট ইয়াংের মডুলাসের সাথে উচ্চ কঠোরতা, যেমন HIPIMS কোটিংস পাওয়া যায়। সম্প্রতি, বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য HIPIMS প্রলিপ্ত পৃষ্ঠের উদ্ভাবনী অ্যাপ্লিকেশনগুলি Rtimi et al দ্বারা রিপোর্ট করা হয়েছিল