Estudio sobre la adherencia de películas de carbono similar al diamante (DLC) depositadas por la tecnología de placas de iones de pulsos - Fenómeno experimental

- Apr 18, 2018-


La adhesión de películas delgadas es un indicador macroscópico, y generalmente se refiere al grado de unión entre la película y el sustrato. Durante el proceso de recubrimiento de la película DLC, se descubrió que la película se estaba desprendiendo del sustrato, y los tipos más comunes son: uno es que la película no está bien adherida al sustrato, y no hay una región de transición entre la película y el sustrato. Cuando la fuerza externa es mayor, la película se despega completamente del sustrato. El segundo tipo es que se ha formado una región de transición entre la película y el sustrato, y tiene una alta fuerza de unión. Sin embargo, debido a una cierta razón, la tensión interna de la película es demasiado grande, la película se daña y luego se deshace.


Los factores asociados con el primer tipo de liberación de película son: el tipo de material de sustrato, la limpieza de la superficie del sustrato y la energía de las partículas cargadas. Para diferentes tipos de sustratos, las películas DLC tienen diferentes requisitos de energía para la zona de transición entre ellas, y las formas de unión entre las moléculas son diferentes, por lo que la estabilidad es diferente. Cuando la superficie del sustrato no está lo suficientemente limpia, y algunas moléculas de impurezas se adsorben sobre la superficie del sustrato o la energía de las partículas cargadas es demasiado baja, la fuerza de unión entre la película de DLC y el sustrato se reduce, y la película se despega del sustrato como un todo. Cuando se determina el dispositivo de deposición, la energía de las partículas depositadas solo está relacionada con el voltaje del circuito de descarga principal, y la energía de las partículas cargadas se puede obtener seleccionando razonablemente el voltaje del circuito principal.


De los diversos sustratos probados, la adhesión del sustrato de titanio fue la mejor, seguida por el sustrato de silicio, seguido por el sustrato de germanio, y el peor para el sustrato de metal que contiene C, y se necesita la capa de transición. El fenómeno de la liberación de la película debido a factores de tensión de la película, la dureza y la temperatura del material del sustrato son diferentes, y el fenómeno también es diferente. Y los tres fenómenos comunes son:


(1) Cuando la dureza del material de sustrato es baja, y la película se despega del sustrato, la capa de transición entre la película y el sustrato se ha formado y tiene una mayor adhesión, de modo que la superficie de la película de sustrato es pelado. Por ejemplo, cuando una película de DLC se coloca en un sustrato Ge o Si, a menudo se produce un fenómeno de este tipo, y la superficie del sustrato se daña, y el diámetro de distribución uniforme de la mancha es inferior a 0,1 mm. El tamaño del punto está en relación inversa a la dureza del diámetro del sustrato, alta dureza, mientras que el diámetro del punto disminuye obviamente.


(2) Cuando la dureza del material del sustrato es alta, la película se separa del sustrato y hay una película residual en la superficie de la base, y no se puede eliminar mediante el método de limpieza convencional. Esto también indica que la capa de transición entre la película y el sustrato se ha formado y tiene una alta adhesión, debido a que la tensión de la película hace que la película se elimine.


(3) Cuando la temperatura del sustrato es demasiado alta, la ruptura de la película no ocurre entre la interfaz de la película y el sustrato, sino en la película, y la película delgada pelada es cuadrada y no en la misma superficie.


A partir de los tres fenómenos comunes anteriores, la película de DLC se recubre con placas de iones de arco al vacío pulsado, y la capa de transición se puede formar entre la película y el sustrato, y tiene una alta adhesión, que es la ventaja de la formación de iones.