Co je tenká filmová analýza?
Analýza tenkých vrstev je proces zkoumání polovodičových filmů, které se nejčastěji používají při výrobě mikroprocesorů a aplikací sluneční energie, aby se zajistilo, že materiál splňuje provozní specifikace. To se obvykle provádí pomocí různých forem mikroskopie, jako je rentgenová difrakce, analýza rastrovacím elektronovým mikroskopem a další během výrobního procesu. Je důležité, aby tenké filmy splňovaly náročné optické, elektrické a depoziční standardy pro komponenty, které jsou na nich založeny, nebo drobné nedostatky mohou způsobit selhání celého obvodu, pro který jsou vyrobeny.
Protože v procesu vytváření finálního produktu na bázi tenkého filmu může být mnoho kroků, může analýza produktu podél cesty zahrnovat také mnoho kroků. Při počáteční úrovni výroby substrátu zahrnuje analýza tenkých vrstev z hlediska vědy o materiálu vlastnosti filmu, včetně jeho vodivosti, krystalické struktury, chemického složení a rozhraní pro elektrické komponenty, jako jsou tranzistory. V této analýze tenkých vrstev se používají různé formy elektronové spektroskopie, včetně Rutherfordovy zpětné rozptylové spektroskopie (RBS) pro stanovení elementárního složení, Augerovy elektronové spektroskopie (AES) pro analýzu povrchových prvků a další.
Tenké filmy, které se používají ve specializovaných aplikacích, jako jsou displeje z tekutých krystalů, solární články a baterie, budou zahrnovat každý svůj vlastní unikátní řadu kroků analýzy tenkých vrstev. Technologie tenkých vrstev se také začíná vzdalovat od základního materiálu křemíku. Flexibilní tenkovrstvý fotovoltaický (PV) na bázi polyvinylových plastových sloučenin pro solární aplikace vyžaduje také solární fotovoltaickou analýzu a tenkovrstvá analýza těchto materiálů zahrnuje jinou sadu procesů, než jaké se používají na křemíku.
Solární film, na rozdíl od polovodičového filmu používaného u mikroprocesorů, často podléhá změnám prostředí během používání, které vyžadují, aby byly odolnější a dlouhodobější při teplotě a dalších extrémech. Výsledkem je, že například tenkovrstvá analýza materiálů určených pro sluneční střechy může čelit zkoumání mnoha vědeckými obory, od vědy o materiálech po aplikovanou fyziku, chemii a mechanické inženýrství, než bude produkt připraven k prodeji.
Nanotechnologie, co se týče zařízení pro analýzu tenkých vrstev i výrobních procesů, bude i nadále hrát klíčovou roli při kontrole kvality tenkých filmů. To zahrnuje nutnost provádět analýzu tenkých vrstev v laboratorním prostředí v čisté místnosti bez slunečního záření a většiny prachových a vzdušných částic, z nichž každá může nevratně poškodit povrch tenkého filmu. Maskovací, leptací a nanášecí zařízení použité k vytvoření tenkého filmu na prvním místě může být také použito pro provádění testovacích případů a analýzu kvality konečného produktu a také pro zajištění toho, aby byl proces správně kalibrován pro výrobu funkčních konečných produktů.