Επικάλυψη ιόντων

Η επιμετάλλωση με ιοντίζουσα ακτινοβολία (IP) είναι μια διαδικασία φυσικής εναπόθεσης ατμού (PVD) η οποία μερικές φορές ονομάζεται εναπόθεση με υποβοηθούμενη από ιόν ή εναπόθεση ατμών ιόντων (IVD) και αποτελεί εκδοχή εναπόθεσης κενού. Η επιμετάλλωση ιόντων χρησιμοποιεί ταυτόχρονο ή περιοδικό βομβαρδισμό του υποστρώματος και καταστέλλει μεμβράνη από ενεργειακά σωματίδια μεγέθους ατομικού μεγέθους. Η βομβαρδισμός πριν από την απόθεση χρησιμοποιείται για να καθαρίσει με ψεκασμό την επιφάνεια του υποστρώματος. Κατά την εναπόθεση ο βομβαρδισμός χρησιμοποιείται για την τροποποίηση και τον έλεγχο των ιδιοτήτων της μεμβράνης απόθεσης. Είναι σημαντικό ο βομβαρδισμός να είναι συνεχής μεταξύ των τμημάτων καθαρισμού και εναπόθεσης της διαδικασίας για να διατηρείται μια αμιγώς καθαρή διασύνδεση.

Στην επίστρωση ιόντων η ενέργεια, η ροή και η μάζα των βομβαρδιστικών ειδών μαζί με την αναλογία των σωματιδίων βομβαρδισμού προς την εναπόθεση σωματιδίων είναι σημαντικές μεταβλητές επεξεργασίας. Το υλικό εναπόθεσης μπορεί να εξατμίζεται είτε με εξάτμιση, ψεκασμό (ψεκασμός με προκατάληψη), εξάτμιση με τόξο ή με αποσύνθεση χημικής εναπόθεσης ατμών χημικού ατμού (CVD). Τα ενεργειακά σωματίδια που χρησιμοποιούνται για βομβαρδισμούς είναι συνήθως ιόντα αδρανούς ή αντιδρώντος αερίου ή, σε ορισμένες περιπτώσεις, ιόντα του υλικού μεμβράνης συμπύκνωσης ("ιόντα φιλμ"). Η επιμετάλλωση ιόντων μπορεί να γίνει σε ένα περιβάλλον πλάσματος όπου τα ιόντα για βομβαρδισμό εξάγονται από το πλάσμα ή μπορεί να γίνει σε ένα περιβάλλον κενού όπου σχηματίζονται ιόντα για βομβαρδισμό σε ένα ξεχωριστό όπλο ιόντων. Η τελευταία διαμόρφωση ιόντος επικάλυψης αποκαλείται συχνά ιονική δέσμη υποβοηθούμενη απόθεση (IBAD). Χρησιμοποιώντας ένα αντιδραστικό αέριο ή ατμούς στο πλάσμα, μπορούν να εναποτεθούν φιλμ από σύνθετα υλικά.

Η επιμετάλλωση ιόντων χρησιμοποιείται για την εναπόθεση σκληρών επικαλύψεων σύνθετων υλικών σε εργαλεία, επικαλύψεις μεταλλικών επιφανειών, οπτικών επιστρώσεων με υψηλές πυκνότητες και συμβατικών επικαλύψεων επί πολύπλοκων επιφανειών.

Η διαδικασία επιμετάλλωσης περιγράφηκε για πρώτη φορά στην τεχνική βιβλιογραφία του Donald M. Mattox της Sandia National Laboratories (SNL) το 1964. [1]