Hva er tynn filmstress?
Tynn filmspenning refererer til et utvalg av strukturelle ufullkommenheter som resulterer i nedbrytning eller svikt av mikroskopiske lag av optisk eller ledende materiale. Et hvilket som helst antall problemer kan oppstå når film produseres på feil måte eller brukes på et produkt. Med lag noen ganger kan bare noen få atomer tykke, uplanlagte samspill mellom materialer ha en uttalt effekt på ytelsen til filmen. Med tanke på disse mange påvirkningene kan det oppstå flere viktige typer tynnfilmsstress. Disse inkluderer epitaksial stress, termisk stress og vekstspenning, så vel som andre deformasjonsprosesser.
Bruk av tynn filmteknologi utfordrer utvikling av produksjons- og deponeringsprosesser for å imøtekomme et bredt utvalg av produkter. Husholdnings- og vitenskapelige teknologier er avhengige av tynn film for en rekke applikasjoner med lett bølgelengde, for eksempel i de optiske komponentene i kopimaskiner, skannere og tynnfilm solcellepaneler. Produktene kan også dra nytte av tynnfilmforbedringer, for eksempel riper eller slagfasthet. Tynn film manipulerer bølgelengde og konduktansegenskaper og utvider mulighetene til en rekke teknologier. Dens varierte produksjons- og deponeringsutfordringer tilbyr et bevegelig mål for innovasjon og foredling.
Tynn filmspenning er blant annet resultat av deponeringsproblemer, termiske prosesser og laserteknologier. Generelt er tynn film produsert ved bruk av metoder som har unike egenskaper, styrker og mangler. Film kan sprekke eller bli tom, og løftes noen ganger fra substratmediet, mens andre prosesser kan forstyrre egenskaper som motstand mot fuktighet eller oksidasjon.
Epitaksial tynn filmspenning oppstår når krystallgitter i en film stiller perfekt opp mot de i underlaget, eller bærermateriale. En misfit-stress blir resultatet når filmen og materialet blir en enkelt krystall. Termisk spenning stammer fra temperaturforskjeller under påvirkning av varmeutvidelse. Denne typen stress forekommer ofte i utstyr som er utsatt for temperaturendringer eller ekstremer.
Vekst tynn film stress, ellers kjent som iboende stress, misdannes gjennom uoverensstemmelser under avsettingsprosessen. Stress oppstår vanligvis når filmtykkelsen har blitt lagd ujevnt. Ulike tilstander kan oppstå gjennom kompresjon, spenning eller avspenningsforskjeller i sammenkjøling av krystaller.
En annen type tynnfilmspenning er kjent som overflatespenning. Det oppstår som en kraftenhet per lengdeenhet under avsetting. Denne typen står i kontrast til overflateenergi, som er balansen mellom temperatur eller kjemisk reaksjon på et enhetsflate. Korngrenser kan generere stress, siden krystaller viser begrenset fleksibilitet i sine interaksjoner.
Som et resultat av tynnfilmsstress kan effekter generelt endre ytelsen til tynnfilm og deformere den inkonsekvent over overflaten. Det er viktig å forstå og skape ønskede stressvariasjoner innenfor en tynn films gitte temperatur- eller materialegenskaper. Slike faktorer fungerer sammen med andre kontrollprosesser, for eksempel temperaturer og gassstrømmer, for å skape målnøyaktigheter i tynnfilmproduksjon. Å balansere disse prosessene kan minimere destruktiv interferens og optimalisere ytelsen til denne mikroskopiske teknologien.