Vilka är de olika tillämpningarna av tunnfilm kisel?

Det finns dussintals olika metoder för deponering av tunnfilm, men de kan i allmänhet delas upp i tre kategorier. Det finns kemiska reaktionsprocesser, såsom kemisk ångavsättning, molekylstrålepitaxi och elektrodeposition. Fysisk ångavsättning är en avsättningsprocess där en fysisk reaktion ensam äger rum. Det finns också hybridprocesser som använder både fysiska och kemiska medel, som inkluderar sputteravlagring och gas- eller glödutsläppsmetoder.

Fysisk ångavsättning är relaterad till de olika sputteringsteknikerna som används och involverar förångning av material från en källa och överför det i tunnfilmkislagskikt till ett målunderlag. Källmaterialet indunstas i en vakuumkammare, vilket gör att partiklar lika sprider och beläggar alla ytor i kammaren. De två metoderna Fysisk ångavsättning för detta är elektronstrålar eller e-balkar, för att värma och avdunsta källmaterialet, eller resistiv evaporation med hjälp av hög elektrisk ström. Sputteravlagring använder ett partiellt vakuum belastat med en inert men joniserad gas, såsom argon, och de laddade jonerna lockas till det använda målmaterialet, som bryter av atomer som sedan sätter sig på underlaget som tunn filmkisel. Det finns många olika typer av sputtering, inklusive reaktiv jon, magnetron och klusterstrålsputning, som alla variationer på hur jonbombardement av källmaterialet görs.

kemisk ångavsättning är en av de vanligaste processerna som används för att producera tunt filmkisel och är mer exakt än fysiska metoder. En reaktor är fylld med en mängd olika gaser, som interagerar med varandra för att producera solida biprodukter som kondenserar på alla ytor i reaktorn. Tunt filmkisel som produceras på detta sätt kan ha extremt enhetliga egenskaper och mycket hög renhet, vilket gör denna metod användbar för SemicoNDuctor Industry såväl som för att producera optiska beläggningar. Nackdelen är att dessa typer av avsättningsmetoder kan vara relativt långsamma, ofta kräver reaktorkamrar som arbetar vid temperaturer upp till 2 012 ° Fahrenheit (1 100 ° Celsius) och använder mycket giftiga gaser, såsom silan.

Var och en av de dussintals olika deponeringsprocesser måste beaktas vid tillverkning av tunnfilm kisel, eftersom var och en har sina unika fördelar, kostnader och risker. Tidiga reaktiva jonkamrar suspenderades från labbgolvet för att isolera dem, eftersom de måste laddas till 50 000 volt och kunde kortsluta datorutrustning även om de bara satt på betong i närheten. Tolv-tums diameter kopparrör som sprang från dessa reaktorer in i berggrunden under tillverkningsgolvet, var i allmänhet kända som "Jesus Sticks" av labbarbetarna, med hänvisning till det faktum att den som rörde det skulle prata med Jesus eftersom det skulle döda honom eller henne. Produkter som färgämneskänsligaSolceller erbjuder ett nytt, mindre farligt och billigare tillvägagångssätt för tunnfilmtillverkning, eftersom de inte kräver exakta halvledarunderlag och kan produceras vid mycket lägre temperaturer på cirka 248 ° Fahrenheit (120 ° Celsius).