Dünnschichtabscheidung

Als Dünnschicht wird eine Schicht auf einer Oberfläche bezeichnet, deren Dicke von Bruchteilen eines Nanometers (10-9 Meter) bis zu Mikrometern (10-6 Meter) reicht. Es gibt zwei Hauptmethoden für die Dünnschichtbeschichtung im Vakuum. Die erste ist PVD oder physikalische Gasphasenabscheidung und die zweite ist CVD oder chemische Gasphasenabscheidung. PVD beinhaltet die physikalische Bewegung von Partikeln, während CVD eine chemische Reaktion beinhaltet. Beachten Sie, dass es viele andere Arten und Untergruppen der Dünnschichtabscheidung gibt, aber PVD und CVD sind die einzigen beiden, die in diesem Artikel behandelt werden.

Bei PVD gibt es zwei Hauptmethoden: Verdampfung und Sputtern. Verdampfen und Sputtern werden oft unter Vakuum durchgeführt, da mit abnehmendem Druck (oder je tiefer das System im Vakuum ist) der Dampfdruck (Druck, bei dem sich die Substanz von einem festen/flüssigen Zustand in ein Gas verwandelt) abnimmt und somit niedrigere Temperaturen verwendet werden können. Dies hilft, negative Auswirkungen hoher Temperaturen auf das zu beschichtende Objekt zu vermeiden. Außerdem ermöglicht das Entfernen der Atmosphäre für PVD dem verdampften Material einen direkteren Weg zum zu beschichtenden Objekt.

 

Wie Sie in Diagramm A und Diagramm B unten sehen können, ist die Verdampfung ziemlich einfach. Die Kammer wird evakuiert, Wärme wird zugeführt und das Filmmaterial wird auf das Objekt aufgedampft. Das Sputtern ist etwas komplexer, wobei eine Potentialdifferenz zwischen der Vakuumkammer und dem Beschichtungsmaterial angelegt wird. Dann wird der Kammer ein Inertgas, z. B. Argon, zugeführt, das eine elektrische Entladung hervorruft, wodurch das Beschichtungsmaterial auf dem Objekt verteilt wird.

Bei CVD-Verfahren wird ein Material verwendet, um mit einem anderen Material auf dem zu beschichtenden Objekt zu reagieren oder es zu zersetzen. Dies wird typischerweise durch Hitze aktiviert, kann aber in bestimmten Fällen auch Licht oder Plasma als Katalysator verwenden. Aus diesem Grund laufen CVD-Prozesse in der Regel bei viel höheren Temperaturen ab, was je nach zu beschichtendem Objekt problematisch sein kann.

Die Dünnschichtabscheidung hat eine Vielzahl von Anwendungen, darunter:

Halbleiterfertigung, Solarzellen, Batterien, elektrisch arbeitende Beschichtungen, Produktveredelung wie dekorative Beschichtungen, optische Beschichtungen oder Schutzschichten.

Welche Televac-Produkte sind also für die Dünnschichtabscheidung sinnvoll? Das erste ist der MX200 Vakuum-Controller mit einer 4A/7B Vakuummessgerät-Kombination. Damit ist eine Vakuummessung von Atmosphäre (1000 Torr) bis hinunter zu 10-7 Torr möglich. Die Sensoren werden mit Kabeln an den Controller angeschlossen, was eine Fernanzeige ermöglicht, und es stehen viele analoge und digitale Kommunikationsoptionen zur Verfügung, darunter analog 0 bis 10 V DC, EthernetIP, RS-232/RS-485 und USB.

Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz von aktiven Messgeräten. Bei aktiven Messgeräten wird die Steuerelektronik direkt auf dem Messfühler montiert. In diesem Fall würden wir mindestens zwei aktive Messgeräte verwenden; das Thermoelement-Vakuummeter MX4A für Messungen von Atmosphäre (1000 Torr) bis 10-3 Torr und das Kaltkathoden-Vakuummeter MX7B für Messungen von 10-3 Torr bis 10-8 Torr. Ähnliche Ausgangsoptionen sind verfügbar: analog 0 bis 10 V DC, EthernetIP und RS-485. Beachten Sie, dass viele aktive Messgeräte miteinander verkettet werden können und verschiedene Messgeräte verwendet werden können, um andere Messbereiche als die in diesem Artikel beschriebenen zu erreichen.

Beachten Sie, dass dieser Artikel in engem Zusammenhang mit unserem Artikel über die Halbleiterfertigung steht, da Dünnschichtprozesse für die Halbleiterfertigung verwendet werden.

Produkte

Televac Vakuum-Controller Vakuum-Steuergerät Vakuum-Druckregler, MX200, Fredericks, 215 947 2500

MX200 Vakuum-Controller

- 1 × 10-11 Torr bis 1 ×104 Torr
- Steuerung von bis zu 10 Televac-Vakuummessgeräten
- Leicht ablesbares OLED-Display

Televac-Vakuummeter Konvektionsmessgerät pirani Vakuum-Messumformer

4A Konvektion

- 1 × 10-3 Torr bis 1000 Torr
- Ansprechzeit im Millisekundenbereich
- Kompakte, robuste Bauweise

Televac-Vakuummeter Kaltkathodenmessgerät Penning-Ionisationsmessgerät

7B Penning Magnetron Kaltkathode

- 1×10-7 Torr bis 1×10-3 Torr
- Robust und hoch verschmutzungsresistent
- Leicht zu demontieren und zu reinigen

Konvektionsvakuummeter pirani, MX4A, Televac The Fredericks Company, 215 947 2500

MX4A Aktives Konvektionsmessgerät

- 1×10-4 Torr bis 1000 Torr
- Leicht austauschbare Sensoren
- Verschmutzungsresistent

Televac-Vakuummeter Kaltkathoden-Ionisationsmessgerät Penning-Ionisationsmessgerät

MX7B Kaltkathoden-Aktivmessgerät

- 1×10-3 Torr bis 1×10-8 Torr
- Robust und sehr resistent gegen Verschmutzung
- Einfaches Trennen des Sensors von der Elektronik
- Mehrfarbiges OLED-Display mit voller Menüfunktionalität