Tyhjiöpinnoiteon prosessi, jota käytetään korkealaatuisten ohutkalvojen materiaalien valmistukseen. Se tuottaa ohutkalvoja höyrystymällä tai ruiskuttamalla orgaanisia tai epäorgaanisia materiaaleja substraatin pinnalle tyhjiöolosuhteissa. Tässä artikkelissa esitetään yksityiskohtaisesti tyhjiöpinnoitteen toteuttaminen.
Tyhjiöpinnoitusprosessi sisältää seuraavat vaiheet:
1. Valitse oikea substraatti ja materiaali
Oikean substraatin ja materiaalin valitseminen on ensimmäinen askel tyhjiöpinnoitteessa. Substraatti voi olla lasi, muovi, metalli tai muut nanomateriaalit. Materiaalit voivat olla orgaanisia tai epäorgaanisia, kuten metalleja, puolijohteita, oksideja tai nitridejä.
2. Lataa tyhjiöpinnoitusjärjestelmä
Toinen vaihe on ladata substraatti ja materiaalit tyhjiöpinnoitusjärjestelmään. Tyhjiöpinnoitusjärjestelmä sisältää tyhjiökammion, metallihöyrystimen, sputterin ja ohjausjärjestelmän. Tyhjiökammio on suljettu tila, jota käytetään tyhjiöympäristön ylläpitämiseen, metallihöyrystimet ja sputterit ovat laitteita, joita käytetään haihtumaan tai ruiskuttamaan materiaaleja substraateille, ja ohjausjärjestelmää käytetään tyhjiöympäristön ja materiaalien haihtumisen tai ruiskuttamisen nopeuden seuraamiseen ja säätämiseen.
3. tyhjiö
Materiaalin ja substraatin lataamisen jälkeen tyhjiökammio on evakuoitava. Imurointi on erittäin tärkeä vaihe, koska matalan paineen ja korkean puhtauden ympäristön ylläpitäminen voi taata kalvon laadun. Tyhjiöympäristö on yleensä alle 10^-6 mbar kaasumolekyylien ja muiden epäpuhtauksien sulkemiseksi pois.
4. Materiaalin haihtuminen tai ruiskutus
Kun tyhjiöympäristö saavuttaa halutun paineen, materiaali voidaan haihtua tai ruiskuttaa substraattiin. Materiaalin haihtumismenetelmää on kaksi: lämmön haihtuminen ja elektronisäteen haihdutus. Sputteroinnilla on myös kaksi menetelmää: magnetroninen sputterointi ja kaarisputterointi. Kumpi menetelmää käytetään, materiaalin haihtumista tai ruiskuttamista ja kalvon paksuutta on valvottava.
5. Tee monikerroksinen elokuva
Kun yksikerroksinen kalvo on valmistettu, useita kerroksia voidaan pinota yhteen komposiitin muodostamiseksi. Voidaan käyttää erilaisia materiaaleja ja laskeutumisprosesseja, kuten vuorotteleva laskeuma, moniseiän materiaalin samanaikainen laskeutuminen ja vyöhyke.
6. Testaa kalvon laatua
Viimeinen vaihe on testata kalvon laatu. Testit voivat sisältää muun muassa paksuuden, fysikaaliset ominaisuudet, optiset ominaisuudet ja sähköiset ominaisuudet. Selvitä, vastaako membraanimateriaali vaatimukset testitulosten mukaan.
Lyhyesti sanottuna, tyhjiöpinnoitustekniikka on menetelmä korkealaatuisten ohutkalvojen saavuttamiseksi. Sen on valittava sopiva substraatti ja materiaali, ladattava tyhjiöpäällystejärjestelmä, tyhjiö, materiaali haihduttaa tai ruiskuttaa, tehdä monikerroksinen kalvo ja testattava kalvon laatua. Tyhjiöpinnoitustekniikkaa on käytetty laajasti elektroniikassa, optiikassa, lääketieteellisessä ja energiakentässä.