Vad är tunn filmstress?
Tunn filmspänning avser ett sortiment av strukturella brister som resulterar i nedbrytning eller misslyckande av mikroskopiska skikt av optiskt eller ledande material. Vilket antal problem som helst kan uppstå när film produceras felaktigt eller appliceras på en produkt. Med lager ibland kan endast ett fåtal atomer tjocka, oplanerade interaktioner mellan material ha en uttalad effekt på filmens prestanda. Med tanke på dessa många influenser kan flera viktiga typer av tunnfilmsstress uppstå. Dessa inkluderar epitaxial stress, termisk stress och tillväxtstress, såväl som andra deformationsprocesser.
Antagandet av tunn filmteknologi utmanar utvecklingen av tillverknings- och deponeringsprocesser för att tillgodose ett brett sortiment av produkter. Hushålls- och vetenskaplig teknik förlitar sig på tunnfilm för en mängd ljusvåglängdsapplikationer, till exempel i de optiska komponenterna i kopiatorer, skannrar och tunnfilms solpaneler. Produkter kan också dra nytta av förbättringar av tunnfilmsmaterial, som repor eller slagmotstånd. Tunn film manipulerar våglängds- och ledningsegenskaper och utökar kapaciteten för många tekniker. Dess varierande tillverknings- och deponeringsutmaningar erbjuder ett rörligt mål för innovation och förfining.
Tunn filmstress resulterar bland annat från deponeringsproblem, termiska processer och laserteknologier, bland andra orsaker. I allmänhet tillverkas tunnfilm med metoder som uppvisar unika egenskaper, styrkor och brister. Film kan spricka eller försvinna och lyfter ibland från sitt substratmedium, medan andra processer kan störa egenskaper som motstånd mot fukt eller oxidation.
Epitaxial tunnfilmsspänning uppstår när kristallgitter i en film passar perfekt upp mot dem i underlaget eller bärarmaterial. En felaktig stress resulterar när filmen och materialet blir en enda kristall. Termisk spänning härrör från temperaturskillnader under påverkan av värmeutvidgning. Denna typ av stress förekommer ofta i utrustning som utsätts för temperaturförändringar eller ytterligheter.
Tillväxt tunnfilmsspänning, även känd som inneboende stress, missbildar genom inkonsekvenser under deponeringsprocessen. Stress uppstår vanligtvis när filmtjockleken har skiktats ojämnt. Olika tillstånd kan uppstå genom kompressions-, spännings- eller relaxationsskillnader i kristallernas sammanfallning.
En annan typ av tunnfilmsspänning kallas ytspänning. Det uppstår som en kraftenhet per enhetslängd under avsättning. Denna typ står i kontrast till ytenergi, som är balansen mellan temperatur eller kemisk reaktion på en ytarea. Korngränser kan generera stress, eftersom kristaller uppvisar begränsad flexibilitet i deras interaktioner.
Som ett resultat av spänning i tunnfilm kan effekter i allmänhet förändra prestandan hos tunnfilm och deformera den inkonsekvent över ytan. Det är viktigt att förstå och skapa önskade stressvariationer inom en tunn films givna temperatur- eller materialegenskaper. Sådana faktorer fungerar tillsammans med andra kontrollprocesser, såsom temperaturer och gasflöden, för att skapa målsäkerhet i tunnfilmproduktionen. Att balansera dessa processer kan minimera destruktiv störning och optimera prestandan för denna mikroskopiska teknik.