Ионное осаждение

В последние годы получил развитие еще один метод нанесения покрытий в вакууме — ионное осаждение, представляющее собой термическое напыление в газовом разряде (ионизация и испарение материалов в вакууме). Материал покрытия испаряется при невысоком вакууме; на подложку при этом подается достаточно высокий отрицательный потенциал относительно тигля с испаряемым металлом. Часть паров металла ионизируется в плазме газового разряда, и ионы осаждаются на заряженной подложке, образуя покрытие с высокой степенью однородности по толщине. Эта технология применяется столь широко, что невозможно даже купить рено грузовик без обработанных таким образом металлических частей. Характерная особенность ионного осаждения — использование процесса бомбардировки поверхности подложки (катода) потоком ионов высокой энергии как перед осаждением покрытия для очистки поверхности, так и в процессе формирования покрытия. Ионизация осуществляется газовым разрядом (в среде Аг, Ne, Не), а термическое испарение материала покрытия резистивным, электронно-лучевым или электродуговым способами — в вакууме порядка 10\"1 Па.

В работе достаточно подробно рассмотрены явления, сопровождающие процесс ионного осаждения. На стадии очистки (перед осаждением покрытия) подложка служит распыляемым катодом. Часть атомов инертного газа ионизируется в результате столкновения с электронами и ускоряется в катодном темном пространстве к поверхности подложки. Некоторые ионы вновь рекомбинируют, а те ионы, которые бомбардируют поверхность катода, могут внедряться в него. Они же вызывают вторичную электронную эмиссию и распыление подложки. Часть распыленных атомов ионизируется и под действием ускоряющего поля подложки может вновь возвратиться на подложку, способствуя возникновению центров конденсации. На подложку на стадии ионной очистки действует также ультрафиолетовое излучение из области анодного столба тлеющего разряда.