Jakie są różne typy substratów cienkich warstw?
Cienkie warstwy mierzące od mniej niż nanometru do kilku mikrometrów grubości są zdecydowanie zbyt cienkie i delikatne, aby obsłużyć bez pomocy podłoża. Filmy muszą być utworzone na powierzchni podłoża i pozostać przyczepione do tego materiału po ich wykonaniu. Istnieje wiele różnych rodzajów substratów cienkich warstw, a inżynierowie wybrali podłoże oparte na zamierzonym zastosowaniu cienkiej warstwy. Podłoża można wykonać z metalu, ceramiki, szkła, plastiku lub kombinacji tych materiałów.
Ceramiczne substraty cienkowarstwowe są używane do różnych cienkich warstw, w tym te przeznaczone do stosowania w elektronice. Nadprawie, półprzewodniki i mikroczipy często używają cienkiej warstwy uprawianej na podłożu ceramicznym. Niektóre typowe podłoża ceramiczne to tlen glinu, beryllia i azotek aluminiowy.
tlenek glinu jest najczęściej stosowanym podłożem ceramicznym głównie dlatego, że materiały użyte do jego tworzenia są łatwo dostępne i niedrogie. Materiał jest trwały, prowadzi ciepłodobrze i jest odporny na silne kwasy i podstawy. Beryllia jest kolejnym powszechnym wyborem, ponieważ ma wysoką temperaturę topnienia i jest doskonałym izolatorem.
Materiał, który pozostaje stabilny do 2498 stopni Fahrenheita (1370 stopni Celsjusza), azotek aluminiowy jest kolejnym z najczęstszych ceramicznych substratów cienkiego warstwy. Prowadzi również ciepło szybko i nie rozszerza się po podgrzaniu. Chemikalia stosowane do podłoża nie reagują z tymi stosowanymi w typowych półprzewodnikach. Materiał ten jest często używany do radiatorów, urządzeń mikrofalowych, tranzystorów mocy i materiałów używanych do obsługi przedmiotów w wysokich temperaturach.
Szklane lub przezroczyste plastik są powszechnie stosowane w cienkich folii podłożach występujących w urządzeniach optycznych, takich jak mikroskopy i teleskopy. Te substraty można wyposażyć w różne cienkie obiektywy, które można zaprojektować do wykonywania różnych funkcji. Mogą zawęzić zasięgczęstotliwości światła, które są dozwolone przez soczewki lub zwiększają niektóre częstotliwości światła. Różne soczewki są zaprojektowane według różnych specyfikacji, a pojedynczy podłoże szkła można wyposażyć w szereg różnych cienkich filtrów filmowych, które zmieniają cechy światła na wiele różnych sposobów.
Niektóre metale mogą być również stosowane jako substraty cienkowarstwowe. Właściwości określonych metali służą do ustalenia, które cienkie wargi najlepiej wspierają. Metalowe podłoża są używane w różnych urządzeniach z cienkimi filmami, w tym w niektórych urządzeniach elektronicznych.