Wat zijn de verschillende soorten dunne filmsubstraten?
Dunne films die overal meten van minder dan een nanometer tot een paar micrometer dik zijn veel te dun en gevoelig om te verwerken zonder een substraat. De films moeten op het oppervlak van een substraat worden gemaakt en blijven nadat ze zijn gemaakt aan dit materiaal gehecht. Er zijn veel verschillende soorten dunne-filmsubstraten en ingenieurs kozen een substraat op basis van het beoogde gebruik van de dunne-film. De substraten kunnen worden gemaakt van metaal, keramiek, glas, kunststof of combinaties van deze materialen.
Keramische dunne-filmsubstraten worden gebruikt voor een verscheidenheid aan dunne films, inclusief die bedoeld voor gebruik in elektronica. Supergeleiders, halfgeleiders en microchips gebruiken meestal een dunne film die op een keramisch substraat wordt gekweekt. Enkele veel voorkomende keramische substraten zijn aluminiumoxide, beryllia en aluminiumnitride.
Alumina is het meest gebruikte keramische substraat, voornamelijk omdat de materialen die worden gebruikt om het te maken gemakkelijk beschikbaar en goedkoop zijn. Het materiaal is duurzaam, geleidt warmte goed en is bestand tegen sterke zuren en basen. Beryllia is een andere veel voorkomende keuze omdat het een hoog smeltpunt heeft en een uitstekende isolator is.
Een materiaal dat stabiel blijft tot 2.498 graden Fahrenheit (1.370 graden Celsius), aluminiumnitride is een ander een van de meest voorkomende keramische dunne-filmsubstraten. Het geleidt ook warmte snel en expandeert niet bij verhitting. De chemicaliën die worden gebruikt om het substraat te maken, reageren niet met die in typische halfgeleiders. Dit materiaal wordt vaak gebruikt voor koellichamen, magnetrons, vermogenstransistors en in materialen die worden gebruikt om objecten bij hoge temperaturen te hanteren.
Glas of doorzichtig plastic zijn vaak gebruikte dunne-filmsubstraten die worden gevonden in optische apparaten, zoals microscopen en telescopen. Deze substraten kunnen worden uitgerust met verschillende dunne filmlenzen, die kunnen worden ontworpen om een verscheidenheid aan functies uit te voeren. Ze kunnen het bereik van lichtfrequenties die door lenzen zijn toegestaan, verkleinen of bepaalde lichtfrequenties verbeteren. Verschillende lenzen zijn ontworpen om verschillende specificaties, en een enkel substraat van glas kan worden uitgerust met een aantal verschillende dunne film filters die de kwaliteiten van het licht op een aantal verschillende manieren veranderen.
Sommige metalen kunnen ook worden gebruikt als dunne-filmsubstraten. De eigenschappen van specifieke metalen worden gebruikt om te bepalen welke dunne films ze het beste ondersteunen. Metalen substraten worden gebruikt in verschillende dunne-filmapparaten, waaronder sommige elektronische apparaten.