Quali sono le diverse applicazioni del silicio a film sottile?
Ci sono dozzine di metodi diversi per la deposizione di silicio a film sottile, ma in genere possono essere suddivisi in tre categorie. Esistono processi di deposizione di reazione chimica, come la deposizione di vapore chimico, l'epitassia del raggio molecolare ed elettrodeposizione. La deposizione di vapore fisico è un processo di deposizione in cui si svolge una sola reazione fisica. Esistono anche processi ibridi che utilizzano mezzi sia fisici che chimici, che includono la deposizione di sputter e i metodi di scarica del gas o bagliore.
La deposizione di vapore fisico è correlata alla varietà delle tecnologie di sputtering utilizzate e comporta l'evaporazione del materiale da una fonte e il trasferimento di strati di silicio a film sottile a un substrato target. Il materiale di origine viene evaporato in una camera a vuoto, causando disperdersi e rivestire ugualmente tutte le superfici nella camera. I due metodi che la deposizione di vapore fisico per questo sono i fasci di elettroni o le travi elettroniche, per riscaldare ed evaporare il materiale di origine o l'evaporazione resistivan Usando una corrente elettrica elevata. La deposizione di sputter utilizza un vuoto parziale caricato con un gas inerte ma ionizzato, come l'argon, e gli ioni carichi sono attratti dai materiali bersaglio utilizzati, che rompono gli atomi che poi si depositano sul substrato come silicio a film sottile. Esistono molti tipi diversi di sputtering, tra cui lo sputtering reattivo a ioni, magnetron e fascio di cluster, che sono tutte variazioni su come viene eseguito il bombardamento ionico del materiale di origine.
La deposizione di vapore chimico è uno dei processi più comuni utilizzati per produrre silicio a film sottile ed è più preciso dei metodi fisici. Un reattore è pieno di una varietà di gas, che interagiscono tra loro per produrre sottoprodotti solidi che si condensano su tutte le superfici nel reattore. Il silicio a film sottile prodotto in questo modo può avere caratteristiche estremamente uniformi e purezza molto elevata, il che rende questo metodo utile per il semicoIndustria nduttore e nella produzione di rivestimenti ottici. Lo svantaggio è che questi tipi di metodi di deposizione possono essere relativamente lenti, spesso richiedono camere reattori che operano a temperature fino a 2.012 ° Fahrenheit (1.100 ° Celsius) e utilizzano gas molto tossici, come il silano.
Ciascuno delle dozzine di diversi processi di deposizione deve essere considerato quando si produce silicio a film sottile, poiché ognuno ha i suoi vantaggi, costi e rischi unici. Le prime camere di ioni reattive sono state sospese dal pavimento di laboratorio per isolarle, poiché dovevano essere caricate a 50.000 volt e potevano corrire le apparecchiature informatiche anche se erano semplicemente seduti su cemento nelle vicinanze. Pipe di rame di dodici pollici di diametro che correvano da questi reattori nel substrato roccioso sotto il pavimento manifatturiero, erano colloquialmente conosciuti come "bastoncini" di Gesù "dai lavoratori di laboratorio, con riferimento al fatto che chiunque avesse toccato avrebbe parlato con Gesù poiché lo avrebbe ucciso. Prodotti come la tintura sensibilizzatiLe celle solari offrono un approccio nuovo, meno pericoloso e meno costoso alla produzione di film sottili, in quanto non richiedono substrati di semiconduttore di silicio precisi e possono essere prodotte a temperature molto più basse di circa 248 ° Fahrenheit (120 ° Celsius).