|
Etapa IV. Expolatarea dispozitivului de pulverizare si valorificarea economica – partea I |
|
Activitatea IV.2 Diagnoza plasmei si a materialului pulverizat. Depunere de filme subtiri (dopate) |
Referitor la valorificarea economică a dispozitivului de pulverizare, trebuie precizat că partenerul P1 (S.C: Apel Laser s.r.l.) a realizat în cadrul acestei etape o instalație pentru depunerea de straturi subțiri. Instalația a fost proiectată și realizată în baza studiilor și rezultatelor obținute de coordonatorul proiectului în colaborare cu partenerii din proiect în anii anteriori de contract și a fost de asemenea folosită în studiile efectuate pentru elaborarea brevetului. Instalația este completă și funcțională fiind utilată cu: sistem de depresurizare, sistem de măsurare și control a presiunii gazului, de control al debitelor de gaze, generator de pulsuri de mare putere, catod magnetron. Instalația a fost concepută ca un sistem modular având posibilitatea ca să fie completată cu sisteme de diagnoză a plasmei, cu sisteme de control și caracterizare a straturilor subțiri depuse și cu alte sisteme complexe de pulverizare și depunere de straturi subțiri. Ca sisteme de diagnoză a plasmei ți control al depunerii sunt prevăzute și pot fi furnizate la cerere următoarele: i) sisteme de diagnoză electrică cu sonde (Langmuir, emisive, triple, analizoare electrostatice, etc), sisteme spectrale (spectroscopie de emisie, spectroscopie de absorbție, LIF, fotografiere ultrarapidă, și altele), spectrometru de masă, microbalanță pentru monitorizarea vitezei de depunere și grosimii straturilor depuse. Pentru caracterizarea straturilor subțiri depuse în instalația realizată prin proiect este prevăzută posibilitatea cuplării camerei de reacție cu orice sistem complex de caracterizare a straturilor subțiri așa încât proba de analizat să poată fi transferată în zona activă a sistemului de analiză menținând proba în zona depresurizată evitând contaminarea ei (exemplu: cuplarea cu un sistem XPS). În cazul în care se are în vedere obținerea unor straturi subțiri complexe care necesită depunerea simultană sau succesivă a diferitelor materiale prin alte tehnici cum ar fi co-depunerea magnetron sau ablația laser, camera de reacție este proiectată și realizată cu porturi suplimetare de acces. Sistemul modular permite ca ea să fie configurată conform cerințelor beneficiarilor și poate achiziționată eșalonat pe componente.
Instalația a fost testată și folosită pentru realizarea unei activități de cercetare din cadrul acestei etape. Mai mult, a fost deja lansată o ofertă online pe SEAP (Societatea pentru Excelență în Administrația Publică, www.seap.ro) pentru componenta principală a instalației – camera de reacție a dispozitivului de pulverizare. Produsul oferit se numește „Incintă pentru depuneri de straturi subțiri prin metoda HiPIMS” și pentru care sunt specificate caracteristicile tehnice. Sunt deja câteva grupuri de cercetare care și-au manifestat interesul în a o achiziționa.
Activitatea IV.1. Redactarea brevetului
Stadiul actual al cercetării în domeniu
Depunerea fizică din fază de vapori constituie în prezent o metodă folosită intens în multe procese industriale pentru depunerea de straturi subţiri cu diverse aplicaţii. Sunt cunoscute mai multe metode de depunere fizică de straturi subţiri în plasmă, cum ar fi: arcul catodic, arcul termoionic în vid, catodul cavitar, ablaţia laser şi, nu în ultimul rând, pulverizarea magnetron.
Activitatea IV.2. Diagnoza plasmei si a materialului pulverizat. Depunere de filme subtiri (dopate).
Diagnoza plasmei și a materialului pulverizat
Pentru a corela proprietățile plasmei cu cele ale filmelor depuse, au fost înregistrate și comparate distribuțiile energetice ale ionilor de Cu pulverizați în regim dc, HiPIMS convențională şi HiPIMS asistată de câmp magnetic extern. Funcțiile de distribuție după energie au fost obținute cu ajutorul unui spectrometru de masă (EQP 1000 Hiden Analytical) montat pe instalația de depunere de straturi subțiri, având orificiul de extracție în poziția virtuală a substratului. Măsurătorile au fost efectuate în aceleași condiții experimentale în care au fost depuse filmele de Cu.
Activitatea IV.3. Măsurători electrice în plasme reactive.
Avantajele operării HiPIMS în modul multi-puls
În raportul anterior au fost prezentate avantajele tehnicii de pulverizare multi-puls HiPIMS (m-HiPIMS), în sensul creșterii ratei de depunere și îmbunătățirii proprietăților filmelor depuse în comparație cu rezultatele obținute în descărcarea HiPIMS standard (s-HiPIMS).
Bibliografie
[1] V. Kouznetsov, K. Macak, J.M. Schneider, U. Helmersson and I. Petrov, Surf. Coat. Technol. 122 (1999) 290.