Vilka är de olika typerna av tunna filmunderlag?

Tunna filmer som mäter var som helst från mindre än en nanometer till några mikrometer tjocka är alldeles för tunna och känsliga att hantera utan hjälp av ett underlag. Filmerna måste skapas på ytan av ett underlag och förbli fästa vid detta material efter att de har gjorts. Det finns många olika typer av tunnfilmsubstrat, och ingenjörer valde ett underlag baserat på den avsedda användningen av tunnfilmen. Substraten kan tillverkas av metall, keramik, glas, plast eller kombinationer av dessa material.

Keramiska tunnfilmsubstrat används för en mängd tunnfilmer, inklusive de som är avsedda för användning i elektronik. Superledare, halvledare och mikrochips använder ofta en tunn film som odlas på ett keramiskt underlag. Vissa vanliga keramiska underlag är aluminiumoxid, beryllia och aluminiumnitrid.

Aluminiumoxid är det mest använda keramiska underlaget till stor del eftersom materialen som används för att skapa det är lättillgängliga och billiga. Materialet är hållbart, leder värme bra och är motståndskraftigt mot starka syror och baser. Beryllia är ett annat vanligt val eftersom det har en hög smältpunkt och är en utmärkt isolator.

Ett material som förblir stabilt upp till 2 498 grader Fahrenheit (1370 grader Celsius), aluminiumnitrid är ett annat av de vanligaste keramiska tunnfilmsubstraten. Den leder också värme snabbt och expanderar inte när den värms upp. Kemikalierna som används för att framställa substratet reagerar inte med de som används i typiska halvledare. Detta material används ofta för kylflänsar, mikrovågsugnar, krafttransistorer och i material som används för att hantera föremål vid höga temperaturer.

Glas eller klar plast används vanligtvis tunnfilmsubstrat som finns i optiska apparater, såsom mikroskop och teleskop. Dessa underlag kan utrustas med olika tunna filmlinser, som kan utformas för att utföra en mängd olika funktioner. De kan begränsa området för ljusfrekvenser som tillåts genom linser eller förbättra vissa ljusfrekvenser. Olika linser är utformade enligt olika specifikationer, och ett enda glasunderlag kan utrustas med ett antal olika tunna filmfilter som förändrar ljusets egenskaper på ett antal olika sätt.

Vissa metaller kan också användas som tunnfilmsubstrat. Egenskaperna för specifika metaller används för att bestämma vilka tunna filmer de bäst skulle stödja. Metalliska underlag används i olika tunnfilmanordningar, inklusive vissa elektroniska enheter.