Știri & Articole

Depunerea de pelicule subțiri este tehnologia de aplicare a unei pelicule foarte subțiri de material – între câțiva nanometri și aproximativ 100 de micrometri, sau grosimea câtorva atomi – pe o suprafață de „substrat” care urmează să fie acoperită, sau pe un strat depus anterior pentru a forma straturi. Procesele de fabricație prin depunere de pelicule subțiri se află în centrul industriei semiconductoarelor, a panourilor solare, a CD-urilor, a unităților de disc și a dispozitivelor optice de astăzi.

Depunerea de pelicule subțiri este de obicei împărțită în două mari categorii – sisteme de acoperire prin depunere chimică și prin depunere fizică în stare de vapori.

Depunerea chimică are loc atunci când un precursor fluid volatil produce o modificare chimică pe o suprafață, lăsând un strat depus chimic. Un exemplu este depunerea chimică în fază de vapori sau CVD, utilizată pentru a produce materialele solide de cea mai mare puritate și cea mai înaltă performanță din industria semiconductorilor de astăzi.

Depunerea fizică în fază de vapori se referă la o gamă largă de tehnologii în care un material este eliberat dintr-o sursă și depus pe un substrat utilizând procese mecanice, electromecanice sau termodinamice. Cele două tehnici cele mai comune de depunere fizică în stare de vapori sau PVD sunt evaporarea termică și pulverizarea.

Evaporarea termică

Diagramă a
procesului de evaporare termică

Evaporarea termică presupune încălzirea unui material solid care va fi folosit pentru a acoperi un substrat în interiorul unei camere cu vid ridicat până când acesta începe să fiarbă și se evaporă producând presiune de vapori. În interiorul camerei de depunere în vid, chiar și o presiune de vapori relativ scăzută este suficientă pentru a ridica un nor de vapori. Acest material evaporat constituie acum un flux de vapori pe care vidul îl permite să se deplaseze fără a reacționa sau a se împrăștia împotriva altor atomi. Acesta traversează camera și lovește substratul, lipindu-se de acesta sub forma unui strat de acoperire sau a unei pelicule subțiri.

Există două metode principale de încălzire a materialului sursă în timpul evaporării termice. Una este cunoscută sub numele de Evaporare cu filament, deoarece se realizează cu un simplu element de încălzire electrică sau filament. Cealaltă sursă obișnuită de căldură este un fascicul de electroni sau Evaporarea cu fascicul de electroni, în care un fascicul de electroni este îndreptat spre materialul sursă pentru a-l evapora și a intra în faza gazoasă.

Sistemele de evaporare în peliculă subțire pot oferi avantajele unor rate de depunere relativ ridicate, controlul în timp real al ratei și grosimii și (cu o configurație fizică adecvată) un bun control direcțional al fluxului de evaporant pentru procese cum ar fi Lift Off pentru a obține acoperiri cu model direct.

Pulverizarea

Pulverizarea implică bombardarea unui material țintă cu particule de mare energie care urmează să fie depuse pe un substrat, cum ar fi o placă de siliciu sau un panou solar. Substraturile care urmează să fie acoperite sunt plasate într-o cameră de vid care conține un gaz inert – de obicei Argon – și o sarcină electrică negativă este plasată pe materialul țintă care urmează să fie depus, ceea ce face ca plasma din cameră să strălucească.

Atomii sunt „pulverizați” de pe țintă prin coliziuni cu atomii de gaz Argon, transportând aceste particule de-a lungul camerei de vid și sunt depuse sub forma unui film subțire. Mai multe metode diferite de sisteme de acoperire prin depunere de vapori de plasmă sunt utilizate pe scară largă, inclusiv pulverizarea cu fascicul de ioni și pulverizarea asistată de ioni, pulverizarea reactivă într-un mediu de gaz Oxigen, fluxul de gaz și pulverizarea magnetronică.

Pulverizarea cu magnetron

Diagrama procedeului de pulverizare cu magnetron de curent continuu
Procesul de pulverizare

Pulverizarea cu magnetron utilizează magneți pentru a capta electronii deasupra materialului țintă încărcat negativ, astfel încât aceștia să nu fie liberi să bombardeze substratul, împiedicând supraîncălzirea sau deteriorarea obiectului care urmează să fie acoperit și permițând o viteză mai mare de depunere a peliculei subțiri. Sistemele de pulverizare cu magnetroni sunt configurate de obicei ca fiind „în linie”, unde substraturile se deplasează pe lângă materialul țintă pe un tip de bandă transportoare, sau circulare pentru aplicații mai mici. Acestea utilizează mai multe metode de inducere a stării de înaltă energie, inclusiv surse de curent continuu (DC), curent alternativ (AC) și surse de magnetroni de radiofrecvență (RF).

În comparație cu evaporarea termică, care utilizează temperaturi de încălzire mai convenționale, pulverizarea are loc în mediul de plasmă „a patra stare a naturii”, cu temperaturi și energii cinetice mult mai ridicate, permițând o depunere de peliculă subțire mult mai pură și mai precisă la nivel atomic.

Ce abordare este cea mai potrivită pentru nevoile dumneavoastră specifice ale sistemului de acoperire prin depunere de pelicule subțiri poate depinde de mulți factori complecși – și se pot adopta mai multe abordări pentru a atinge scopuri similare. Întotdeauna doriți să obțineți ajutorul unui expert competent în domeniul ingineriei vidului pentru a vă evalua nevoile exacte și pentru a vă oferi rezultatul optim la cel mai bun preț.

Matt Hughes este președintele Semicore Equipment Inc, un furnizor mondial de top de echipamente de pulverizare pentru industria electronică, energie solară, optică, medicală, militară, auto și alte industrii conexe de înaltă tehnologie. Vă rugăm să lăsați personalul nostru de asistență serviabilă să vă răspundă la orice întrebări pe care le aveți cu privire la „Ce este depunerea filmelor subțiri?” și la modul de implementare a celor mai bune tehnici pentru nevoile dvs. specifice de echipamente de depunere a filmelor subțiri în stare de vapori, contactându-ne la [email protected] sau sunând la 925-373-8201.

Știri și articole

Steve Penny SEO