Впровадження катодний дуговим осадженням

Катодний дуговим осадженням є широко використовуваним промислових масштабах процес для застосування високоякісної тонка плівка покриття. Процес заснований на низької напруги, висока поточного катодний дуги фізики, які виробляють щільною, високоіонізоване плазми. Катод дуговим осадженням характеризується майже 100% іонізованою осадження плазми іонами відносно високих енергій осадження.

Катод дуговим осадженням працює умовах вакуумні, використовуючи спеціально розроблені осадження глави. Катод дуговим осадженням може працювати в будь-якому постійного струму або пульсуюче режими. У будь-якому випадку блок живлення застосовує напруги, яка виробляє дуги розряд між анодом і катодом. Дуги поточного закінчено концентровані невелика площа поверхні на катода, яка створює надзвичайно високої щільності струму (~ 1012 A/м2) на те, що називаються "катод плями".

Цієї високої щільності струму пов'язана з надзвичайно високу потужність щільності (~ 1013 Вт/м2), яке виробляє локалізовані фази трансформації тверді цільової (катод матеріал) майже повністю іонізованої осадження плазми. Плазма швидко розширюється в ambient вакууму до підкладки.

Під час нанесення на підкладку плазма має ion швидкостей з кінетичної енергії близько 20 eV для легких елементів і 200 ЕВ для важких елементів. Це може бути в порівнянні з напилення, де енергія є кілька eV в більшості. 

Є цілий ряд переваг для високих енергій ion, пов'язаних з катодний дуговим осадженням. Наприклад, катодний дуговим осадженням фільмів, як правило, щільніше і краще Адгезійні характеристики ніж фільми дали за допомогою інших методів. Осідають атомів проникають поверхня, блокування покриття на поверхню з високим рівнем зчеплення.

Енергійний іонів, створені катодний дуговим осадженням також дозволяють використовувати більш низьких температурах субстрату в порівнянні з іншими процесами. Це тому, що катодний дуговим осадженням Іони нести достатньо енергії, щоб форма щільною, компактний фільми без потреби додаткову теплової енергії, які повинні надаватися ВАТ підкладки.

Катод дуговим осадженням високої іонізації дріб дозволяє осадження матеріалу повинні контролюватися. Наприклад, наближення підкладки, вплив енергії іонів на підкладку може бути збільшена. Плазма потоку може бути rastered за допомогою магнітного поля, що дозволяє осадження матеріалу, щоб бути переміщені про поверхні, усереднення покриття без переміщення підкладки.

Для реактивної осадження катодний дуговим осадженням дозволяє хімічно точні фільмів буде проводитись в широкому діапазоні тиску газу. Це полегшує необхідністю для точного тиск контролю, що підвищує врожайність і зменшує reworks, скорочення витрат на покриття. На відміну від цього, реактивної напилення часто страждає від "target отруєння,", у яких кисень зачіпає на поверхні мішені і форм оксидів, впливу на ставки розпилення. Це створює рівномірність проблеми з покриттям. Через енергії, пов'язаних з процесами катодний дуговим осадженням цільової отруєння відбувається не так легко, виробляючи більше рівномірного фільмів з менше проблем.

Катод дуговим осадженням процес виробляє так звані «макрос частинок» (або крапельки) разом з осадження плазми. Макрос частинок в діапазоні розмірів від менш ніж за мікрометр до близько 10 мкм в діаметрі. Для багатьох застосувань покриття (покриття інструмент для прикладу) частинок макросу не шкідливо і не будуть вжиті заходи щодо їх усунення. Однак, для деяких програм (наприклад, оптичних покриттів) макроси негативно вплинути на покриття досить що вони мають бути видаленими. Це зазвичай досягається за допомогою фільтри магнітні 90 ступеня керівництво осадження плазми від прямої траєкторії макросів. За допомогою фільтра, більш ніж 99% макросів видаляються, виробництвом високої якості, безкоштовний частинок покриттів.