Hva er de forskjellige applikasjonene av tynnfilm silisium?

Det er dusinvis av forskjellige metoder for silisiumsavsetning for tynnfilm, men de kan generelt deles inn i tre kategorier. Det er kjemiske reaksjonsavsetningsprosesser, så som kjemisk dampavsetning, molekylær bjelkepitaksi og elektroavsetning. Fysisk dampavsetning er en avsetningsprosess der en fysisk reaksjon alene finner sted. Det er også hybridprosesser som bruker både fysiske og kjemiske midler, som inkluderer sputteravsetning og gass- eller glødutladningsmetoder.

Fysisk dampavsetning er relatert til mangfoldet av sputtende teknologier som brukes, og innebærer å fordampe materiale fra en kilde og overføre det i tynnfilm silisiumlag til et målsubstrat. Kildematerialet fordampes i et vakuumkammer, noe som får partikler til å spre seg like mye og belegge alle overflater i kammeret. De to metodene fysisk dampavsetningsbruk for dette er elektronstråler, eller e-bjelker, for å varme og fordampe kildematerialet, eller resistive fordampingn Bruker høy elektrisk strøm. Sputteravsetning bruker et delvis vakuum lastet med en inert, men ionisert gass, for eksempel argon, og de ladede ionene blir tiltrukket av målmaterialene som brukes, som bryter av atomer som deretter legger seg på underlaget som tynnfilm silisium. Det er mange forskjellige typer sputtering, inkludert reaktiv ion-, magnetron- og klyngebjelkesputtering, som alle varianter av hvordan ion bombardement av kildematerialet er gjort.

Kjemisk dampavsetning er en av de vanligste prosessene som brukes til å produsere tynnfilmsilisium, og er mer presis enn fysiske metoder. En reaktor er fylt med en rekke gasser, som samhandler med hverandre for å produsere faste biprodukter som kondenserer på alle overflater i reaktoren. Tynnfilm silisium produsert på denne måten kan ha ekstremt ensartede egenskaper og veldig høy renhet, noe som gjør denne metoden nyttig for Semiconductor industri så vel som i å produsere optiske belegg. Ulempen er at disse typer avsetningsmetoder kan være relativt treg, ofte krever reaktorkamre som opererer ved temperaturer opp til 2 012 ° Fahrenheit (1100 ° Celsius), og bruker veldig giftige gasser, for eksempel silan.

Hver av dusinvis av forskjellige deponeringsprosesser må vurderes når man produserer tynnfilm silisium, ettersom hver har sine egne unike fordeler, kostnader og risikoer involvert. Tidlige reaktive ionekamre ble suspendert fra laboratoriet for å isolere dem, da de måtte lades til 50 000 volt og kunne kort ut datautstyr selv om de bare satt på betong i nærheten. Tolv-tommers diameter kobberrør som løp fra disse reaktorene inn i berggrunnen under produksjonsgulvet, ble kjent kjent som "Jesus Sticks" av laboratoriene, med henvisning til det faktum at den som berørte at den ville snakke med Jesus siden det ville drepe ham eller henne. Produkter som fargestoffsensibiliserteSolceller tilbyr en ny, mindre farlig og rimeligere tilnærming til tynnfilmproduksjon, ettersom de ikke krever presise silisium halvlederunderlag, og kan produseres ved mye lavere temperaturer på rundt 248 ° Fahrenheit (120 ° Celsius).