Вакуумное напыление - Vacuum deposition
Вакуумное осаждение - это семейство процессов, используемых для осаждения слоев материала атом за атомом или молекула за молекулой на твердую поверхность. Эти процессы протекают при давлениях значительно ниже атмосферного (т. Е. Вакуума ). Осажденные слои могут иметь толщину от одного атома до миллиметров, образуя отдельно стоящие структуры. Можно использовать несколько слоев из разных материалов, например, для формирования оптических покрытий . Процесс можно квалифицировать по источнику пара; Для физического осаждения из паровой фазы используется жидкий или твердый источник, а для химического осаждения из паровой фазы - химический пар.
Описание
Вакуумная среда может служить одной или нескольким целям:
- уменьшение плотности частиц так, чтобы длина свободного пробега для столкновения была большой
- уменьшение плотности частиц нежелательных атомов и молекул (загрязняющих веществ)
- обеспечение плазменной среды низкого давления
- обеспечение средств контроля состава газа и пара
- обеспечение средств управления массовым расходом в камеру обработки.
Конденсирующие частицы могут образовываться разными способами:
- термическое испарение
- распыление
- катодно-дуговое испарение
- лазерная абляция
- разложение химического прекурсора из паровой фазы , химическое осаждение из паровой фазы
При реактивном осаждении осаждающий материал вступает в реакцию либо с компонентом газовой среды (Ti + N → TiN), либо с компонентом соосаждения (Ti + C → TiC). Плазменная среда способствует активации газообразных соединений (N 2 → 2N) и разложению химических предшественников паров (SiH 4 → Si + 4H). Плазма также может использоваться для получения ионов для испарения путем распыления или для бомбардировки подложки для очистки распылением и для бомбардировки осаждаемого материала для уплотнения структуры и специальных свойств ( ионное покрытие ).
Типы
Когда источником пара является жидкость или твердое тело, этот процесс называется физическим осаждением из паровой фазы (PVD). Когда источником является химический прекурсор из паровой фазы, процесс называется химическим осаждением из паровой фазы (CVD). Последний имеет несколько вариантов: химическое осаждение из паровой фазы при низком давлении (LPCVD), химическое осаждение из паровой фазы с плазменным усилением (PECVD) и плазменное CVD (PACVD). Часто комбинация процессов PVD и CVD используется в одних и тех же или связанных камерах обработки.
Приложения
- Электропроводность : металлические пленки , резисторы , прозрачные проводящие оксиды (ППО), сверхпроводящие пленки и покрытия.
- Полупроводниковые приборы: полупроводниковые пленки, электроизоляционные пленки.
- Солнечные батареи .
- Оптические пленки: антибликовые покрытия , оптические фильтры.
- Светоотражающие покрытия: зеркала , горячие зеркала
- Трибологическое покрытие: твердые покрытия, эрозионно-стойкие покрытия, твердые пленочные смазки.
- Энергосбережение и генерация: стеклянные покрытия с низким коэффициентом излучения , солнечные поглощающие покрытия, зеркала, солнечные тонкопленочные фотоэлектрические элементы , умные пленки
- Магнитные пленки : магнитная запись
- Диффузионный барьер : газопроницаемые барьеры , паропроницаемые барьеры , твердотельные диффузионные барьеры
- Защита от коррозии :
- Автомобильные приложения: отражатели для ламп и триммеры.
- Прессование виниловых пластинок, производство золотых и платиновых пластинок
Толщина менее одного микрометра обычно называется тонкой пленкой, а толщина более одного микрометра - покрытием.
Смотрите также
- Ионное покрытие
- Напыление
- Катодно-дуговое напыление
- Покрытие центрифугированием
- Металлизированная пленка
- Молекулярное осаждение из паровой фазы
Рекомендации
Библиография
- SVC, "Материалы 51-й ежегодной технической конференции" (2008). Публикации SVC ISSN 0737-5921 (предыдущие материалы доступны на компакт-диске)
- Андерс, Андре (редактор) "Справочник по имплантации и осаждению ионов плазменной иммерсией" (2000) Wiley-Interscience ISBN 0-471-24698-0
- Бах, Ганс и Дитер Краузе (редакторы) «Тонкие пленки на стекле» (2003) Springer-Verlag ISBN 3-540-58597-4
- Буншах, Ройтан Ф. (редактор). "Справочник по технологиям осаждения пленок и покрытий", второе издание (1994 г.)
- Глейзер, Ханс Йоахим «Покрытие стекла большой площади» (2000) Von Ardenne Anlagentechnik GmbH ISBN 3-00-004953-3
- Глокер и И. Шах (редакторы), "Справочник по технологии обработки тонких пленок", том 1 и 2 (2002) ISBN Института физики 0-7503-0833-8 (набор из 2 томов)
- Махан, Джон Э. «Физическое осаждение тонких пленок из паровой фазы» (2000) John Wiley & Sons ISBN 0-471-33001-9
- Маттокс, Дональд М. «Справочник по обработке физического осаждения из паровой фазы (PVD)», 2-е издание (2010 г.) Elsevier ISBN 978-0-8155-2037-5
- Маттокс, Дональд М. «Основы технологии вакуумного покрытия» (2003) Noyes Publications ISBN 0-8155-1495-6
- Маттокс, Дональд М. и Вививен Харвуд Маттокс (редакторы) «50 лет технологии вакуумного покрытия и рост общества специалистов по нанесению покрытий в вакууме» (2007 г.), ISBN 978-1-878068-27-9 Общества производителей вакуумных покрытий.
- Вествуд, Уильям Д. «Распыление», Серия книг Комитета по образованию AVS, Vol. 2 (2003) AVS ISBN 0-7354-0105-5
- Willey, Ronald R. «Практический мониторинг и контроль оптических тонких пленок (2007)» Willey Optical, ISBN консультантов 978-0-615-13760-5
- Уилли, Рональд Р. «Практическое оборудование, материалы и процессы для оптических тонких пленок» (2007) Willey Optical, ISBN консультантов 978-0-615-14397-2