Quelles sont les différentes applications du silicium à couches minces?
Il existe des dizaines de méthodes différentes pour le dépôt de silicium à couches minces, mais ils peuvent généralement être divisés en trois catégories. Il existe des processus de dépôt de réaction chimique, tels que le dépôt chimique de vapeur, l'épitaxy à faisceau moléculaire et l'électrodéposition. Le dépôt physique de vapeur est un processus de dépôt où une réaction physique seule a lieu. Il existe également des processus hybrides qui utilisent à la fois des moyens physiques et chimiques, qui incluent le dépôt de bilans et les méthodes de gaz ou de décharge de lueur.
Le dépôt de vapeur physique est lié à la variété des technologies de pulvérisation utilisées, et implique l'évaporation des matériaux d'une source et le transfert en couches en silicone à couches minces vers un substrat cible. Le matériau source est évaporé dans une chambre à vide, faisant la dispersion des particules et enrober toutes les surfaces de la chambre. Les deux méthodes d'utilisation du dépôt de vapeur physique pour cela sont les faisceaux d'électrons, ou les faisceaux électroniques, pour chauffer et évaporer le matériau source, ou l'évaporatio résistifn en utilisant un courant électrique élevé. Le dépôt de pulvérisation utilise un vide partiel chargé d'un gaz inerte mais ionisé, comme l'argon, et les ions chargés sont attirés par les matériaux cibles utilisés, qui rompent les atomes qui se déposent ensuite sur le substrat sous forme de silicium à film mince. Il existe de nombreux types de pulvérisation, notamment des ions réactifs, du magnétron et de la pulvérisation du faisceau de grappes, qui sont toutes des variations sur la façon dont le bombardement ionique du matériau source est effectué.
Le dépôt de vapeur chimique est l'un des processus les plus courants utilisés pour produire du silicium à couches minces, et est plus précis que les méthodes physiques. Un réacteur est rempli d'une variété de gaz, qui interagissent entre eux pour produire des sous-produits solides qui se condensent sur toutes les surfaces du réacteur. Le silicium à couches mince produit de cette manière peut avoir des caractéristiques extrêmement uniformes et une pureté très élevée, ce qui rend cette méthode utile pour le semicol'industrie de la nultor ainsi que dans la production de revêtements optiques. L'inconvénient est que ces types de méthodes de dépôt peuvent être relativement lents, nécessitent souvent des chambres de réacteur fonctionnant à des températures allant jusqu'à 2 012 ° Fahrenheit (1 100 ° Celsius) et utilisent des gaz très toxiques, comme le silane.
Chacune des dizaines de processus de dépôt différents doit être pris en compte lors de la fabrication de silicium en film mince, car chacun a ses propres avantages, coûts et risques uniques. Les chambres à ions réactives précoces ont été suspendus du sol de laboratoire pour les isoler, car ils devaient être facturés à 50 000 volts et pouvaient court-circuiter des équipements informatiques même s'ils étaient simplement assis sur du béton à proximité. Les tuyaux en cuivre de douze pouces de diamètre qui coulaient de ces réacteurs dans le substratum rocheux sous le sol de fabrication, étaient familiers sous le nom de "Jesus Sticks" par les travailleurs du laboratoire, en référence au fait que celui qui le touchait parlerait à Jésus car il le tuerait. Produits comme la colorant sensibiliséeLes cellules solaires offrent une nouvelle approche moins dangereuse et moins coûteuse de la fabrication de couches minces, car elles ne nécessitent pas de substrats de semi-conducteurs en silicium précis, et peuvent être produits à des températures beaucoup plus basses d'environ 248 ° Fahrenheit (120 ° Celsius).