Co to jest proces cienkich warstw?

Proces cienkich warstw może obejmować szereg różnych chemicznych lub fizycznych procedur. Najpopularniejsze techniki przetwarzania cienkich warstw to stosowanie chemikaliów ciekłych lub gazowych, metody odparowywania lub proces rozpylania. Kombinacje tych technik są również powszechne w procesie cienkich warstw, co pozwala na większą kontrolę nad właściwościami produktu końcowego. Proces cienkich warstw może mieć charakter fizyczny lub chemiczny.

Substancje chemiczne, w postaci płynnej lub gazowej, można wykorzystać do utworzenia cienkiej warstwy. Na przykład chemiczne osadzanie z fazy gazowej naraża materiał na działanie substancji chemicznej, która rozkłada się lub reaguje z materiałem. Podczas tego procesu często powstają niebezpieczne lub lotne produkty uboczne, dlatego laboratoria muszą być wyposażone w urządzenia do usuwania powstałych chemikaliów. Ogrzewanie podłoża może zwiększyć wzrost cienkiej warstwy podczas chemicznego osadzania z fazy gazowej.

Odparowanie jest kolejnym powszechnym procesem cienkowarstwowym. Podczas odparowywania materiał docelowy jest ogrzewany, aż odparuje lub sublimuje. Gdy substancja jest gazem, jest uwalniana do komory zawierającej podłoże, na którym utworzy się cienki film. Substancja uderza w podłoże i tworzy cienki film.

Istnieje wiele różnych maszyn, których można użyć do odparowania materiałów docelowych. Maszyny te mogą ogrzewać docelowy materiał na podgrzewanej cewce, płycie lub w ogrzewanej komorze. Substancje można również odparować, jeśli zostaną uderzone wiązką elektronów lub fotonów o dużej intensywności, takich jak te emitowane przez laser.

Proces napylania, zwany także osadzaniem napylającym lub reaktywnym napylaniem magnetronowym, jest powszechnie stosowanym procesem cienkowarstwowym. Podczas tego procesu podłoże jest umieszczane w komorze próżniowej w specjalistycznej maszynie. Powietrze jest odkurzane z komory, a materiał docelowy jest uwalniany do komory w postaci gazu. Silne magnesy wytwarzają ładunek, który powoduje jonizację materiału docelowego i osadzanie się na podłożu. Przesuwanie podłoża do przodu i do tyłu podczas tego procesu zapewnia, że ​​cienki film jest równomiernie rozmieszczony na jego powierzchni.

Proces cienkich warstw tworzy cienkie filmy z różnych pierwiastków lub cząsteczek o grubości od kilku do kilkuset atomów. Cienkie filmy mają wiele zastosowań i są powszechnymi komponentami w komputerach, urządzeniach optycznych i jako filtry kolorów do aparatów i teleskopów. Cienkie folie są zwykle wykonane z tytanu, aluminium, złota, srebra i stopów tych metali. Typowe podłoża obejmują metale, tworzywa sztuczne, szkło i ceramikę.