Что такое тонкопленочное напыление?

Распыление тонких пленок - это процесс, при котором тонкая пленка наносится на поверхность путем выбивания частиц из отдельного целевого источника. Процесс обычно происходит в камере низкого давления, в которую закачивается газообразная плазма. Положительно заряженные ионы в этой плазме выбивают частицы, освобождаются от целевого источника в процессе, известном как распыление. Эти частицы затем перемещаются к поверхности реципиента, известной как подложка, где они осаждаются на ней в виде тонкой пленки.

Двумя основными методами тонкопленочного распыления являются распыление постоянным током (DC) и радиочастотное (RF) распыление. При постоянном распылении постоянный ток положительно заряжает плазму, тогда как радиочастотное распыление использует радиоволны для ее зарядки. Положительно заряженная плазма ускоряется в отрицательно заряженную мишень, освобождая частицы материала мишени, которые оседают на подложке. Распыление постоянного тока ограничено использованием для проводящих материалов, которые могут удерживать электрический ток, тогда как ВЧ-распыление также подходит для изоляционных материалов.

Когда они выбрасываются из целевого материала, частицы движутся по прямой линии, пока не вступят в контакт с чем-либо. Некоторые из этих частиц осаждаются на поверхности, которая должна быть покрыта. Частицы, движущиеся в других направлениях, могут вместо этого осаждаться на стенках камеры или других поверхностях внутри камеры.

Газообразный аргон обычно представляет собой плазменный материал, используемый для выбивания частиц, свободных от целевого материала, но иногда используются другие инертные газы, такие как неон или криптон. Ускоренная плазма может выбить частицы из этого целевого материала в форме отдельных атомов, групп атомов или в виде молекул. Многочисленные типы распыляемых материалов доступны для использования в различных областях. Тонкопленочное распыление может использоваться для нанесения металлических или неметаллических пленок на подложки из металла, стекла или других материалов.

Обычные области применения, использующие тонкопленочное напыление, включают покрытие оптических инструментов, таких как зеркала телескопа, и покрытие потребительских товаров, таких как компакт-диски и цифровые видеодиски. Электронные полупроводниковые приборы и фотоэлектрические панели также изготавливаются по этой технологии. Использование тонкопленочного распыления даже расширилось до производства лекарств, которые вводят пациенту в форме тонкой пленки.

Есть ряд преимуществ использования этого метода. Распыление тонких пленок происходит относительно быстро по сравнению с другими подобными процессами. Это также позволяет хорошо контролировать толщину нанесенной пленки. Кроме того, целевые материалы не нужно нагревать, как в процессах испарения, поэтому их можно хранить при низкой температуре, если это необходимо.