Depositie van dunne films is de technologie waarbij een zeer dunne laag materiaal – van enkele nanometers tot ongeveer 100 micrometer, of de dikte van enkele atomen – wordt aangebracht op een te coaten “substraat”-oppervlak, of op een eerder aangebrachte coating om lagen te vormen. Afzettingsprocédés voor dunne lagen vormen de kern van de hedendaagse halfgeleiderindustrie, zonnepanelen, CD’s, diskdrives en optische apparaten.
Afzetting van dunne lagen wordt gewoonlijk onderverdeeld in twee grote categorieën – Chemische afzetting en Physical Vapor Deposition Coating Systems.
Chemische afzetting is wanneer een vluchtige vloeistofprecursor een chemische verandering teweegbrengt op een oppervlak waardoor een chemisch afgezette laag ontstaat. Een voorbeeld hiervan is Chemische Damp Afzetting (Chemical Vapor Deposition of CVD), dat wordt gebruikt om de meest zuivere vaste materialen met de hoogste prestaties te produceren in de halfgeleiderindustrie van vandaag.
Fysische Damp Afzetting (Physical Vapor Deposition) verwijst naar een brede waaier van technologieën waarbij een materiaal wordt vrijgemaakt uit een bron en op een substraat wordt afgezet met behulp van mechanische, elektromechanische of thermodynamische processen. De twee meest gangbare technieken voor de depositie van fysische damp of PVD zijn thermische verdamping en sputteren.
Thermische verdamping
Thermische verdamping houdt in dat een vast materiaal dat zal worden gebruikt om een substraat van een deklaag te voorzien, in een hoogvacuümkamer wordt verhit totdat het begint te koken en verdampt, waarbij dampdruk wordt geproduceerd. In de vacuümafzettingskamer is zelfs een relatief lage dampdruk voldoende om een dampwolk te doen ontstaan. Dit verdampte materiaal vormt nu een dampstroom die zich onder vacuüm kan voortbewegen zonder te reageren of te verstrooien tegen andere atomen. Het doorkruist de kamer en raakt het substraat, waar het zich aan vasthecht als een coating of dunne film.
Er zijn twee primaire methoden om het bronmateriaal te verhitten tijdens thermische verdamping. De ene is bekend als gloeidraadverdamping, aangezien deze wordt bereikt met een eenvoudig elektrisch verwarmingselement of gloeidraad. De andere gebruikelijke warmtebron is een elektronenbundel of E-Beam Evaporation, waarbij een elektronenbundel op het bronmateriaal wordt gericht om het te verdampen en in de gasfase te brengen.
Dunne-filmverdampingssystemen kunnen de voordelen bieden van relatief hoge neersmeltsnelheden, real-time snelheids- en dikteregeling, en (met een geschikte fysieke configuratie) een goede richtingsregeling van de verdampingsstroom voor processen zoals Lift Off om direct gestructureerde coatings te verkrijgen.
Sputteren
Bij sputteren wordt een doelmateriaal met hoogenergetische deeltjes beschoten, die op een substraat zoals een siliciumwafer of zonnepaneel moeten worden afgezet. De te bekleden substraten worden in een vacuümkamer geplaatst die een inert gas bevat – gewoonlijk argon – en een negatieve elektrische lading wordt op het af te zetten doelmateriaal geplaatst waardoor het plasma in de kamer gaat gloeien.
Atomen worden van het doelmateriaal “afgesputterd” door botsingen met de argon-gasatomen, waarbij deze deeltjes door de vacuümkamer worden gevoerd en als een dunne film worden afgezet. Verscheidene verschillende methoden van bekledingssystemen voor plasmaverdampingsafzetting worden op grote schaal gebruikt, waaronder ionenbundel- en ion-geassisteerd sputteren, reactief sputteren in een zuurstofgasomgeving, gasstroom- en magnetronsputteren.
Magnetron Sputteren
Sputtering Proces
Magnetron sputteren gebruikt magneten om elektronen boven het negatief geladen doelmateriaal op te vangen zodat zij niet vrij zijn om het substraat te bombarderen, waardoor wordt voorkomen dat het te bekleden object oververhit of beschadigd raakt, en waardoor een snellere afzetsnelheid van de dunne laag mogelijk wordt. Magnetron sputterinstallaties zijn meestal geconfigureerd als “in-line”, waarbij de substraten op een soort transportband langs het doelmateriaal bewegen, of cirkelvormig voor kleinere toepassingen. Zij maken gebruik van verschillende methoden om de hoge energietoestand te induceren, waaronder gelijkstroom (DC), wisselstroom (AC) en radiofrequentie (RF) magnetronbronnen.
Vergeleken met thermische opdamping, die meer conventionele verwarmingstemperaturen gebruikt, vindt sputteren plaats in de plasma-omgeving “Vierde natuurtoestand” met veel hogere temperaturen en kinetische energieën die een veel zuiverder en preciezere afzetting van dunne lagen op atomair niveau mogelijk maken.
Welke aanpak de juiste is voor uw specifieke dunne film afzetting coating systeem behoeften kan afhangen van vele complexe factoren – en meer dan een aanpak kan worden genomen om vergelijkbare doelen te bereiken. U wilt altijd de hulp van bekwame vacuümtechniekdeskundige krijgen om uw nauwkeurige behoeften te beoordelen en u het optimale resultaat tegen de beste prijs aan te bieden.
Matt Hughes is Voorzitter van Semicore Equipment Inc, een belangrijke leverancier wereldwijd van het sputteren materiaal voor de elektronika, zonne-energie, optisch, medisch, militair, automobiel, en verwante high-tech industrieën. Gelieve te laten ons nuttig ondersteunend personeel om het even welke vragen beantwoorden u betreffende “Wat is Depositie van de Dunnefilm?” hebt en hoe te om de beste technieken voor uw specifieke behoeften van het Materiaal van de Depositie van de Dunnefilm van de Dunnefilm uit te voeren door ons te contacteren op [email protected] of door 925-373-8201.
Nieuws en Artikelen
Wat is Depositie van de Dunnefilm door Thermische Verdamping?
Eén van de gemeenschappelijke methodes van de Depositie van de Fysieke Damp (PVD) is Thermische Verdamping. Dit is een vorm van Thin Film Deposition, een vacuümtechnologie voor het aanbrengen van deklagen van zuivere materialen op het oppervlak van diverse voorwerpen… Lees meer
Wat is Sputteren?
Sputteren is het dunne film depositie productieproces dat de kern vormt van de hedendaagse halfgeleiders, disk drives, CD’s, en optische apparaten industrie. Op atomair niveau, is sputteren het proces waarbij atomen worden uitgeworpen van een doel of bronmateriaal dat moet worden afgezet op een substraat – zoals een silicium wafer, zonnepaneel of optisch apparaat – als gevolg van het bombarderen van het doel met hoogenergetische deeltjes… Lees meer
Wat is PVD Coating?
Physical Vapor Deposition – ook bekend als PVD Coating – verwijst naar een verscheidenheid van dunne film depositie technieken waarbij vast metaal wordt verdampt in een hoog vacuüm omgeving en afgezet op elektrisch geleidende materialen als een zuiver metaal of legering coating. Als een proces dat het bekledingsmateriaal op een enkel atoom of molecuul niveau overbrengt, kan het uiterst zuivere en hoge prestatie bekledingen leveren die voor vele toepassingen veel verkieslijker zijn dan galvaniseren…. Lees meer
Steve Penny SEO