Hvad er de forskellige anvendelser af tynd filmsilicium?
Der er snesevis af forskellige metoder til tyndfilm -siliciumaflejring, men de kan generelt opdeles i tre kategorier. Der er kemiske reaktionsaflejringsprocesser, såsom kemisk dampaflejring, molekylærbjælkeepitaxy og elektrodeposition. Fysisk dampaflejring er en deponeringsproces, hvor en fysisk reaktion alene finder sted. Der er også hybridprocesser, der bruger både fysiske og kemiske midler, der inkluderer sputteraflejring og gas- eller glødudladningsmetoder.
Fysisk dampaflejring er relateret til de anvendte forskellige sputterteknologier og involverer fordampningsmateriale fra en kilde og overfører det i tynde filmsiliciumlag til et målsubstrat. Kildematerialet fordampes i et vakuumkammer, hvilket får partikler til at spredes lige og belægge alle overflader i kammeret. De to metoder, som fysisk dampaflejringsanvendelse til dette er elektronstråler eller e-bjælker, for at varme og fordampe kildematerialet eller resistiv fordampningn ved hjælp af høj elektrisk strøm. Sputteraflejring bruger et delvis vakuum fyldt med en inert, men ioniseret gas, såsom argon, og de ladede ioner tiltrækkes af de anvendte målmaterialer, der bryder atomer, der derefter sætter sig ned på underlaget som tyndfilmsilicium. Der er mange forskellige typer sputtering, herunder reaktiv ion, magnetron og klyngebjælke sputtering, som alle er variationer i, hvordan ionbombardement af kildematerialet udføres.
Kemisk dampaflejring er en af de mest almindelige processer, der bruges til at producere tynd filmsilicium, og er mere præcis end fysiske metoder. En reaktor er fyldt med en række gasser, der interagerer med hinanden for at producere faste biprodukter, der kondenserer på alle overflader i reaktoren. Tynd filmsilicium produceret på denne måde kan have ekstremt ensartede egenskaber og meget høj renhed, hvilket gør denne metode nyttig til SemicoNductor industri såvel som ved produktion af optiske belægninger. Ulempen er, at disse typer deponeringsmetoder kan være relativt langsomme, ofte kræver reaktorkamre, der opererer ved temperaturer op til 2.012 ° Fahrenheit (1.100 ° Celsius) og bruger meget giftige gasser, såsom Silane.
Hver af de snesevis af forskellige deponeringsprocesser skal overvejes, når man fremstiller tynd filmsilicium, da hver har sine egne unikke fordele, omkostninger og risici involveret. Tidlige reaktive ionkamre blev suspenderet fra laboratoriebunden for at isolere dem, da de måtte oplades til 50.000 volt og kunne kortlægge computerudstyr, selvom de blot sad på beton i nærheden. Kobberrør på tolv tommer diameter, der løb fra disse reaktorer ind i bundgrunden under fremstillingsgulvet, blev i almindelighed kendt som "Jesus Sticks" af laboratoriearbejderne med henvisning til det faktum, at den, der rørte ved det, ville tale med Jesus, da det ville dræbe ham eller hende. Produkter som farvestofsensibiliseretSolceller tilbyder en ny, mindre farlig og billigere tilgang til tynd filmfremstilling, da de ikke kræver præcise silicium -halvledersubstrater og kan produceres ved meget lavere temperaturer på omkring 248 ° Fahrenheit (120 ° Celsius).