Abstract
Al films on cold-rolled steel sheet have been prepared by vacuum evaporation and arc-induced ion plating, respectively, and the evaporation rate and vapor distribution (thickness distribution over the substrate) have been investigated according to deposition conditions. The arc-induced ion plating (AIIP) method have been employed, which makes use of arc-like discharge current induced by ionization electrode located near the evaporation source. The AIIP takes advantage of high ionization rate compared with conventional ion plating, and can be carried out at low pressure of less than $10^{-4}$ torr. Very high evaporation rate of more than 2.0 mu\textrm{m}$/min could be achieved for Al evaporation using alumina liner by electron beam evaporation. The geometry factor n for the $cos^{n/\phi}$ vapor distribution, which affects the thickness distribution of films at the substrate turned out to be around 1 for vacuum evaporation, while it features around 2 or higher for ion plating. For the ion plated films, it has been found that the ionization condition and substrate bias are the main parameters to affect the thickness distribution of the films.
진공증착 및 이온플레이팅 방법을 이용하여 냉간 압연된 강판상에 알루미늄피막을 형성시킨 후, 증발율 및 증기분포 변화를 측정하고 각 증착방법에서의 증발율에 따른 증기분포 변화를 비교 및 검토하였다. 본 실험에서의 이온플레이팅은 증발원 근처에 이온화 전극을 설치하는 방법으로 고전류 아크방전을 유도하여 $10^{-4}$ Torr 이하에서도 기존의 이온플레이팅에 비해 높은 이온화율을 얻을 수 있는 아크방전 유도형 이온플레이팅(Arc-induced ion Plating; AIIP) 방법을 이용하였다. 전자빔을 이용하면서 알루미나 크루시블을 사용하여 알루미늄을 증발시킬 경우 분당 2.0 $\mu\textrm{m}$이상의 높은 증발율을 얻을 수 있었으며, 이온플레이팅의 경우 이온화된 증기의 상호작용에 따른 산란 효과로 증발율이 다소 낮아짐을 알 수 있었다. $cos^{n/\phi}$로 이루어지는 증기분포의 결정인자(n)의 값이 진공증착의 경우는 1에 근접하는 것으로 나타났고 AIIP의 경우는 2 또는 그보다 더 큰 값으로 이루어지는 것을 확인하였다. 이로부터 이온플레이팅의 경우 이온화율 또는 기판 바이어스 전압의 효과가 다른 조건에 비해 증기분포에 더 크게 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.
