مواد لایه نازک

مواد لایه نازک مواد و مواد شیمیایی با خلوص بالا هستند که برای تشکیل یا اصلاح رسوبات و بسترهای لایه نازک استفاده می شوند. به عنوان مثال می توان به گازهای پیش ساز، اهداف کندوپاش و رشته های تبخیر اشاره کرد.

رسوب لایه نازک

هر تکنیکی که یک ماده لایه نازک را بر روی یک بستر یا لایه های قبلی رسوب کرده باشد، رسوب لایه نازک در نظر گرفته می شود. "نازک" به طور کلی به مقیاس های میکرو، نانو یا اتمی برای مشخص کردن لایه های رسوب شده دلالت دارد. رسوب لایه نازک را می توان به صورت رسوب شیمیایی یا فیزیکی بسته به وسیله ای که لایه رسوب می کند مشخص کرد.

عملکردهای لایه نازک

مواد لایه نازک به روش های مختلفی عمل می کنند. استفاده از یک روش گاز پیش ساز شامل ارائه یک پیش ماده حاوی فلز به یک منطقه فعال سازی، و فعال کردن پیش ساز حاوی فلز برای تشکیل یک پیش ساز فعال شده است. گاز پیش ساز فعال شده به محفظه واکنش منتقل می شود و یک فیلم با استفاده از فرآیند رسوب دهی چرخه ای بر روی یک بستر رسوب می کند که در آن گاز پیش ساز فعال و گاز کاهنده به طور متناوب بر روی بستر جذب می شوند.

در فرآیند هدف کندوپاش، پلاسمای آرگون در یک محفظه خلاء مشتعل می‌شود و یون‌های آرگون با استفاده از میدان الکتریکی به سمت یک کاتد با بار منفی شتاب می‌گیرند. یون‌های آرگون انرژی جنبشی بالایی را به هدف تزریق می‌کنند و در نتیجه اتم‌های ماده مورد نظر را گسیل می‌کنند. اتم ها از طریق یک محفظه خلاء پخش می شوند و به عنوان یک لایه نازک بر روی یک بستر متراکم می شوند.

یک فیلامنت تبخیر دارای مزایای خروجی کارآمد، بارگذاری مجدد آسان بارهای فلزی، و خاتمه خودکار تبخیر قبل از تبخیر ناخالصی های فرار است. یک فیلم اواپراتور در حال سقوط را می توان با اختلاف دمای بسیار کم بین محیط گرمایش و مایع در حال جوش کار کرد. یک فیلم اواپراتور در حال سقوط همچنین زمان تماس با محصول بسیار کوتاهی دارد، معمولاً فقط چند ثانیه در هر پاس. این ویژگی ها باعث می شود که فیلم اواپراتور در حال سقوط به ویژه برای محصولات حساس به گرما مناسب باشد و پرکاربردترین نوع اواپراتور فیلم است.

انتخاب

هنگام انتخاب یک ماده لایه نازک، مهم است که نوع محصول، نوع ماده، خواص مواد، ابعاد محصول و هر ویژگی مورد نیاز یا مورد نظر را در نظر بگیرید. این راهنما برای کمک به خریداران در این فرآیند طراحی شده است.

نوع محصول

تمام مشخصات یک ماده لایه نازک به نوع محصول مورد نظر بستگی دارد.

پیش ساز شیمیایی محصول ذخیره ای به شکل پیش ساز شیمیایی مایع، جامد یا گاز است. این ماده برای ته نشین شدن روی یک سطح جامد دستخوش تغییرات شیمیایی می شود.

مواد رسوب الکتروشیمیایی در یک فرآیند الکتروشیمیایی مرطوب مشابه آبکاری الکتریکی بر روی یک بستر رسوب می‌کنند. مواد ECD از نمک های فلزی یا محلول های آبی تشکیل شده اند.

مواد تبخیر شامل سیم، ورق یا مواد جامد توده ای هستند که می توان آنها را جوشاند یا تصعید کرد تا بخارهایی را تولید کند که روی یک بستر متراکم می شوند.

اهداف کندوپاش در فرآیندهای کندوپاش استفاده می شود که در آن اتم ها یا مولکول های مواد هدف کندوپاش جدا شده و به شکل یک لایه لایه نازک یا پوشش کندوپاش بر روی یک بستر پراکنده می شوند. این اهداف به طور خاص می توانند به شکل مسطح یا چرخشی باشند.

نوع مواد

لایه های نازک می توانند شامل تعداد زیادی مواد باشند. مواد شامل فلزات، سرامیک، پلیمرها و ترکیبات مبتنی بر کربن است. انتخاب مواد به کاربرد مورد استفاده محصول بستگی دارد.

خواص مواد

بسته به کاربرد، خواص مواد مختلف ممکن است برای کاربرد مواد لایه نازک مهم باشد.

خلوص درصد فلز، آلیاژ یا سرامیک اصلی در یک ماده است. درصد ناخالصی در یک ماده 100% منهای درصد خلوص است. خلوص می تواند تأثیر زیادی بر خواص لایه نازک از نظر فرآیند رسوب گذاری و کاربرد پس از تولید آن داشته باشد.

نقطه ذوب یا نقطه انجماد دما یا محدوده دماهایی است که در آن یک ماده بین فاز جامد و مایع تغییر می کند. فلزات خالص و آلیاژهای یوتکتیک در دمای مشخصی ذوب می‌شوند. برای آلیاژها، اگر نمودار فاز یک ناحیه فاز مایع + جامد را نشان دهد، ممکن است ماده در محدوده‌ای از دما تبخیر شود.

نقطه جوش، تصعید یا تبخیر دما یا محدوده دماهایی است که در آن یک ماده شروع به تغییر از مایع به گاز می کند.

مقاومت الکتریکی مقاومت الکتریکی طولی (اهم - سانتی متر) یک میله یکنواخت با طول واحد و واحد سطح مقطع است. مقاومت الکتریکی معکوس رسانایی است. مقاومت بالا مشخصه تعیین کننده یک ماده دی الکتریک است.

شاخص شکست اندازه گیری سرعت نور در یک ماده است. نسبت سرعت نور در خلاء به سرعت نور در ماده مورد نظر است. ماده ای که نور در آن بسیار آهسته حرکت می کند، ضریب شکست بسیار بالایی خواهد داشت.

انتقال کسری از نور با طول موج مشخصی است که از یک ماده می گذرد. می توان آن را به صورت درصد مشخص کرد. ضریب عبور 100٪ نشان می دهد که هیچ نوری منعکس یا جذب نشده است.

چگالی نظری ماده ، جرم در واحد سطح برای یک ماده است. چگالی متخلخل یا پخته شده وابسته به چگالی نظری 100٪ بدن متراکم و تخلخل واقعی پس از پردازش است.

اندازه و ابعاد

گاهی اوقات ممکن است انتخاب یک ماده بر اساس ابعاد مشخص شده مهم باشد، به خصوص اگر یک محصول لایه نازک باید الزامات اندازه خاصی را برای یک فرآیند یا کاربرد معین برآورده کند. ابعاد می تواند شامل طول، ضخامت، عرض یا قطر بیرونی، اندازه ذرات و اندازه مش باشد. اندازه ذرات به طور خاص به قطر یا سایر اندازه های اندازه گیری شده یک گرانول، پودر یا مواد فیبر خرد شده اشاره دارد. اندازه مش محدوده قطر دانه ها یا ذرات پودر را بر اساس اندازه مش استاندارد ایالات متحده تعیین می کند.

ویژگی های محصول

برای برخی از کاربردها، ویژگی‌های خاصی ممکن است خواص مهم یا ضروری برای مواد لایه نازک باشند.

• ویژگی های ضد انعکاس، بازتابنده و شفاف برای مواد لایه نازک ممکن است برای کاربردهای پوشش نوری مهم باشد.

• ویژگی های نیمه رسانا، دی الکتریک و رسانا برای مواد لایه نازک ممکن است برای الکترونیک، میکروالکترونیک، تولید پیل سوختی و تولید سلول های فتوولتائیک یا خورشیدی مهم باشد.

• پوشش‌های لایه نازک دی‌الکتریک مماس با k یا کم تلفات در فرآیندهای ساخت تراشه‌های نیمه‌رسانا که در آن ابعاد در حال کاهش است و مشکلات متقاطع در حال تبدیل شدن به یک نگرانی هستند، مهم هستند.

• لایه‌های نازک دارای مقاومت در برابر سایش ممکن است برای ابزارهای برش یا کاربردهای بیوتکنولوژی مهم باشند.

  منبع: ویکی پدیا

  globalspec