нок 2 - Схема установки для випаровування електронним пучком
У другому випадку - в результаті розпилення за рахунок кінетичної енергії зіткнення частинок матеріалу - магнетронного розпилення (Малюнок 3).
Рисунок 3 - Схема установки для магнетронного розпилення
Енергія, розподіл і щільність потоку частинок визначаються методом нанесення, параметрами процесу і формою джерела частинок. Нанесення покриттів методом PVD проводиться при температурі до 450 ° С, що практично не накладає обмеження по використовуваних матеріалах, на які наноситься покриття [6]. процеси проводять у вакуумі або в атмосфері робочого газу при досить низькому тиску (близько 10-2 мбар). Це необхідно для полегшення переносу часток від джерела (мішені) до виробу (підкладці) при мінімальній кількості зіткнень з атомами або молекулами газу. Це ж умова визначає обов'язковість прямого потоку частинок. У результаті покриття наноситься тільки на ту частину виробу, яка орієнтована до джерела частинок. Швидкість осадження залежить в цьому випадку від відносного розташування джерела і матеріалу [6].
Для рівномірного нанесення покриття необхідно систематизоване рух матеріалу або застосування декількох, певним чином розташованих, джерел. У той же час, оскільки покриття наноситься тільки на поверхні в прямої видимості джерела raquo ;, метод дозволяє селективно наносити покриття тільки на певні частини поверхні, залишаючи інші без нанесеного шару [6].
Основними чинниками, визначальними якість покриття, нанесеного методом фізичного осадження, є чистота вихідних матеріалів і реакційного газу, а також необхідний рівень вакууму [6].
Отримання плівок і покриттів методом хімічного осадження (CVD) засноване на двох процесах: переходу з твердої фази в рідку молекулярного попередника (вихідного матеріалу) під впливом теплової енергії та його розкладання при високій температурі з одночасним хімічним взаємодією з газом-реагентом (Малюнок 4, [7]).
Малюнок 4 - Схема пристрою з автономним двозонним випарником для осадження шарів на плоскі зразки: 1 - реактор з нержавіючої сталі, 2 - кварцова човник з початковим з'єднанням I, 3 - кварцова човник з початковим з'єднанням II, 4- контейнер, 5 - прогрівається трубопровід, 6 - формувач газового потоку, 7-9 - резистивні нагрівачі, 10 - підкладка, 11 - подложкодержатель, 12 - нагрівач підкладки, 13 - соленоїд, 14 - рухливі електричні контакти, 15 - вузол обертання підкладки, 16 - шлюзовий пристрій, 17 - камера для 6 зразків, 18 - трубка для подачі газу-реагенту
Метод CVD практично не має обмежень за хімічним складом покриттів. Всі присутні частинки можуть бути обложені на поверхню матеріалу. Які покриття при цьому утворюються, залежить від комбінації матеріалів і параметрів процесу. Склад покриття залежить від парціального тиску газу і швидкості осадження покриття [6].
При використанні CVD-методу хімічні реакції відбуваються в безпосередній близькості або на поверхні оброблюваного матеріалу.
На противагу процесам PVD, при яких тверді матеріали покриття переводяться в газоподібну фазу випаровуванням або розпиленням, при CVD-процесі в камеру для нанесення покриття подається суміш газів, причому для протікання необхідних хімічних реакцій потрібна температура до 1100 ° С. Ця умова істотно обмежує число матеріалів, на які можна нанести CVD-покриття. Але існує різновид методу CVD, що дозволяє знизити температуру нанесення покриття від кімнатної до 400 ° С, що отримала назву P-CVD (від слів плазма і CVD). Практично метод являє собою комбінацію двох основних методів, оскільки нанесення покриттів CVD-методом відбувається в середовищі плазми (як при PVD) [6].
На відміну від PVD-методу процеси CVD відбуваються при більш високих тисках: 100-1000 Па. Покриття наноситься на всю поверхню виробу. Відпадає необхідність обертання виробу як при методі PVD [6].
Установки CVD, як правило, мають досить великі габарити. Для запобігання небезпечних викидів газів в атмосферу використовується спеціальна система фільтрів. Завдяки високій температурі нанесення, забезпечує часткову дифузію наносимого матеріалу в основу, покриття CVD характеризуються кращу адгезію [6] .і CVD-методи також розрізняються по виду внутрішніх напружень у шарі наноситься. При методі PVD мають місце стискають напруги, а при методі CVD - розтяжні. Розтягують напруги покращують адгезію покриття і основи, але при цьому сприяють формуванню пір і тріщин. Необхідно також брати до уваги ту обставину, що методи CVD менш чутливі до якості підготовки матеріалу перед нанесенням на нього покриття, в той час як при методі PVD матеріал повинен піддаватися тривалої багатоступінчастої очищення, інакше не можна гарантуват...
