Jakie są różne typy substratów cienkowarstwowych?

Cienkie folie o grubości od mniejszej niż nanometr do kilku mikrometrów są zdecydowanie zbyt cienkie i delikatne, aby można je było obsługiwać bez pomocy podłoża. Folie należy utworzyć na powierzchni podłoża i pozostać przymocowane do tego materiału po ich wytworzeniu. Istnieje wiele różnych rodzajów cienkich warstw, a inżynierowie wybrali podłoże na podstawie zamierzonego zastosowania cienkiej warstwy. Podłoża mogą być wykonane z metalu, ceramiki, szkła, plastiku lub kombinacji tych materiałów.

Ceramiczne podłoża cienkowarstwowe stosuje się do różnych cienkich folii, w tym przeznaczonych do stosowania w elektronice. Nadprzewodniki, półprzewodniki i mikroczipy zwykle wykorzystują cienką warstwę, która jest hodowana na podłożu ceramicznym. Niektóre typowe podłoża ceramiczne to tlenek glinu, berylia i azotek glinu.

Tlenek glinu jest najczęściej stosowanym podłożem ceramicznym, głównie dlatego, że materiały użyte do jego wytworzenia są łatwo dostępne i niedrogie. Materiał jest trwały, dobrze przewodzi ciepło i jest odporny na silne kwasy i zasady. Beryllia to kolejny powszechny wybór, ponieważ ma wysoką temperaturę topnienia i jest doskonałym izolatorem.

Azotek aluminium, materiał, który pozostaje stabilny do 2498 stopni Fahrenheita (1370 stopni Celsjusza), jest kolejnym z najpopularniejszych ceramicznych podłoży cienkich. Przewodzi również ciepło szybko i nie rozszerza się po podgrzaniu. Chemikalia użyte do wytworzenia podłoża nie reagują z chemikaliami stosowanymi w typowych półprzewodnikach. Materiał ten jest często stosowany do radiatorów, urządzeń mikrofalowych, tranzystorów mocy oraz w materiałach używanych do przenoszenia przedmiotów w wysokich temperaturach.

Szklane lub przezroczyste tworzywa sztuczne są powszechnie stosowanymi cienkimi warstwami podłoża znajdowanymi w urządzeniach optycznych, takich jak mikroskopy i teleskopy. Te podłoża można wyposażyć w różne soczewki cienkowarstwowe, które można zaprojektować tak, aby spełniały różnorodne funkcje. Mogą zawęzić zakres częstotliwości światła, które są dozwolone przez soczewki, lub poprawić określone częstotliwości światła. Różne soczewki są zaprojektowane zgodnie z różnymi specyfikacjami, a pojedyncze podłoże szklane może być wyposażone w wiele różnych cienkowarstwowych filtrów, które zmieniają jakość światła na wiele różnych sposobów.

Niektóre metale można również stosować jako podłoża cienkowarstwowe. Właściwości określonych metali służą do określenia, które cienkie folie najlepiej podpierają. Podłoża metalowe są stosowane w różnych urządzeniach cienkowarstwowych, w tym w niektórych urządzeniach elektronicznych.