Вакуумдық қаптаманың принципі анықталды: техникалық негіз, технологиялық ағын және өнеркәсіптік қолдану

Бұл материалдарды сұйық қабықшаны қалыптастыру үшін төмен қысымды ортада физикалық немесе химиялық әдістерді қолдана отырып, материалдарды субстрат бетіне сақтау процесі. Осы технология арқылы оған тән және жоғары дәлдіктегі жұқа және жоғары дәлдікке қол жеткізуге, оған тән оптикалық, электрлік, механикалық және басқа қасиеттер беріледі. Сондықтан вакуумдық қаптамада қазіргі заманғы салада маңызды көрсеткіш бар. Мысалы, жартылай өткізгішті өндірісте, вакуумдық жабын вафоттарда түрлі функционалды қабаттар шығару үшін қолданылады; Оптика саласында шағылысуға қарсы және шағылысуға қарсы эффектілерге жабыстыру арқылы қол жеткізуге болады; Механикалық өндірісте,вакуумды жабынқұрамдас бөліктердің тозуға төзімділігі мен коррозияға төзімділігін жақсарта алады.

Вакуумды жабынның негізгі теориясы

A. Вакуумдық технология негіздері

1. Вакуумды анықтау және өлшеу

Вакуумда бір атмосфералық қысымнан төмен газ ортасына жатады (760 миллиметр, 760 миллиметр, 101325 ПА). Вакуумның әртүрлі дәрежелеріне сәйкес, вакуумды төмен вакуумға, орташа вакуумға, жоғары вакуумға және ультра жоғары вакуумға бөлуге болады. Вакуумдық дәрежені өлшеу әдетте маклехоз қысым өлшегіштері, пирани өлшегіштері және катодты катодты өлшеуіш сияқты қысым өлшегіштер арқылы жүзеге асырылады.

2. Вакуумды сатып алу әдісі

Механикалық сорғы: механикалық сорғылар Механикалық қозғалыс арқылы газды, әдетте, айналмалы емес, диафрагма сорғыларымен, соның ішінде механикалық қозғалыс арқылы шығарады. Бұл сорғылар төмен және орташа вакуумды алуға жарамды.

Молекулалық сорғы: Молекулалық сорғы жоғары және ультра жоғары вакуум алуға жарамды газды шығарып, газды шығаратын жоғары жылдамдықты айналдыратын роторды пайдаланады.

Turbopump: Турбомолекулалық сорғы мульти-сатыдағы айналмалы пышақтар арқылы тиімді сорғыға қол жеткізу және жоғары вакуумдық жүйелерде тиімді сорғылық сорғы мен молекулалық сорғының артықшылықтарын біріктіреді.

B. Жіңішке кинофикалар

Жіңішке қабаттардың жіктелуі және негізгі қасиеттері

Дайындық әдісі мен мақсатына сәйкес жұқа қабықшаларға металл қабықшаларға, қыш қабықтарға, полимерлі қабаттарға бөлінуге болады, қалыңдығы, біркелкілік, адницина, қосалқы, қаттылық, оптикалық қасиеттері (мысалы, өтелім және көрініс) және электрлік қасиеттер (өткізгіштік және диэлектрлік тұрақты).

Жұқа қабықтың өсуінің негізгі процесі және механизмі

Жіңішке қабаттардың өсу процесінде әдетте нуклеация, аралдың өсуі, іргелес және қабатты өсім сияқты кезеңдер кіреді. Нуклеция - бұл кішігірім аралдарды қалыптастыру үшін субстрат бетіне жиналатын бастапқы кезең; Уақыт өте келе, бұл кішкентай аралдар біртіндеп парақтарға қосылып, ақырында үздіксіз жұқа қабық пайда болады. Өсу механизміне материалдық қасиеттер, субстрат, субстрат, тұндыру температурасы және тұндыру деңгейі сияқты факторлар әсер етеді.

C. Материалтану негіздері

Жалпы жабын материалдары және олардың сипаттамалары

Жалпы жабым материалдарына металдар (алюминий, алтын, платина сияқты), жартылай өткізгіштер (мысалы, кремний және немген), керамика (мысалы, алюминий оксиді және кремний), органикалық материалдар (мысалы, полимерлер). Әр түрлі материалдарда әртүрлі физикалық және химиялық қасиеттері бар, ал жабын материалдарын таңдау кезінде олардың нақты өтініштердегі жұмыс талаптарын ескеру қажет.

Материалдық таңдаудың принциптері мен стандарттары

Материалдық таңдау қағидаттарына химиялық тұрақтылық, механикалық қасиеттер, оптикалық қасиеттері және электрлік қасиеттер кіреді. Стандарттарда әдетте жұқа қабықтардың сапалық және функционалды сипаттамаларын қамтамасыз ету үшін материалдар, бөлшектердің мөлшері, қоспасы, қоспасы және т.б. жатады.

Вакуумдық қаптаманың негізгі әдістері мен принциптері

A. Физикалық будың тұнбасы (PVD)

Шолу және жіктеу

Физикалық будың тұндыруы (ПВД) - бұл физикалық процестерді материалдарды субстрат бетіне салымға қолданатын әдіс. Негізгі категорияларға булану жабыны, шашыратқыш жабыны және ион төсеуі кіреді.

Нақты процестік принциптер мен қадамдар

Буландыратын жабыны: материал жоғары температурада буланып кетеді және вакуумдық жүйе арқылы субстратқа жұқа пленканы салады. Жалпы жылу көздеріне төзімділікті қыздыру және электронды сәуле жылыту кіреді.

Қасқырлы жабын: инертті газ иондарымен бомбалау арқылы мақсатты материалдық атомдар жұқа қабық қалыптастыру үшін субстратқа жайланды. Жалпы әдістерге DC SpeRing және RF шашырату кіреді.

Ионды жалпақ: ион көзінің әсерінен иондалған материалдар жоғары қаттылыққа арналған жабындарды дайындау үшін қолданылатын субстратқа жүгінеді.

Артықшылықтары, кемшіліктері және қолдану саласы

PVD технологиясының артықшылықтарын жұқа пернетақта тығыздығы, күшті адгезия және температурасы төмен

, бірақ жабдық күрделі және құны жоғары. Электроника, оптика және безендіру саласында кеңінен қолданылатын металл, қорытпалар және керамикалық жұқа қабықтарды дайындауға жарамды.

B. Химиялық будың тұнбасы (CVD)

CVD-тің негізгі түсініктері

Химиялық будың тұндыруы (CVD) - бұл химиялық реакциялар арқылы субстрат бетіне жұқа қабықшаларды салу әдісі. Реакция газы жоғары температурада химиялық реакциялардан тұрады, қатты шөгінділерден тұрады.

Әр түрлі CVD әдістері

Төмен қысымды CVD (LPCVD): төмен қысымды ортада, қатты қысыммен және жартылай өткізгіш өнеркәсіпке сәйкес келетін жақсы қысыммен әрекет етеді.

Плазмалық жақсартылған CVD (Pecvd): химиялық реакцияларды тездету және реакция температурасын төмендету үшін плазманы пайдалану, температура сезімтал материалдарға сәйкес келеді.

Металл органикалық бумалық будың тұндыруы (MOCVD): Металл органикалық қосылыстарын прекурсорлар ретінде пайдалану, ол III-V жартылай өткізгіш материалдар сияқты күрделі қосылыстарды дайындауға жарамды.

Процесс сипаттамалары және қолдану мысалдары

ТЖМ процесінің сипаттамалары тығыз пленка, жоғары тазалық және біркелкілік, бірақ жоғары температуралы және күрделі жабдықтар. Жартылай өткізгіш құрылғыларда, күн жасушаларында, оптикалық жабындарда және басқа өрістерде кеңінен қолданылады.

C. Атом қабаттарының тұнбасы (ALD)

ALD бірегей механизмі және қадамдары

Атомдық қабатты тұндыру (ALD) - бұл прекурсорлы газ бен реакция газын кезекпен жеткізу және атомдық қабаттар қабаттарын субстрат бетіне орналастыру арқылы жұқа қабықтың қалыңдығын дәл басқаратын әдіс. Оның ерекше өзін-өзі шектеу механизмі пленканың қалыңдығын наноскалаға дәл бақылауға мүмкіндік береді.

PVD және CVD-мен салыстыру

PVD және CVD-мен салыстырғанда, ALD артықшылықтары, альдиялық артықшылықтары, қалыңдығы, жоғары біркелкілік және күрделі құрылымдарды жабу қабілеті нашар. Дегенмен, тұндыру жылдамдығы баяу, оны өте жоғары дәлдік пен біркелкілікті талап ететін қосымшалар үшін қолайлы етеді.

Қолданба перспективасы

ALD технологиясында микроэлектроника, нанотехнология, нанотехнология, нанотехнология және биомедицина, мысалы, жоғары k диэлектрлік фильмдер, нанотерлік және биозенсорларды даярлаудың кең мүмкіндіктері бар.

Вакуумдық жабдық және технологиялық ағындар

A. Сызық вакуумды жабыны жабдығы

Қаптау машинасының негізгі құрылымы

Әдеттегі жабық жабдықты вакуумдық камералар, экстракция жүйелері, жылу жүйелері, басқару жүйелері, басқару жүйелері және жабық көздер кіреді. Вакуумдық камера төмен қысымды ортада, сорғы жүйесі вакуумды алу және сақтау үшін пайдаланылады, жабын көзі материалдармен қамтамасыз етеді, және басқару жүйесі технологиялық параметрлерді бақылайды және реттейді.

Жалпы құрылғы түрлері

Буландыратын жабыны машинасы: материал буланып, субстратқа төзімділігі немесе электронды сәулелік қыздыру арқылы субстратқа отырады.

Қасқырлы жабыны машинасы: мақсатты материалдық атомдар субстратқа магнетрондық шашыратқыш немесе радио жиіліктері арқылы жауып тасталды.

Ионды жалатқыш жабдықты: ион көзін пайдалану Қатты жабындарды дайындауда жиі қолданылатын жұқа қабықтарды салуға арналған ион көзін пайдалану.

B. Процесс ағыны

Алдын ала өңдеу процесі

Қаптау алдында, субстрат бетін тазартып, бетті ластаушы заттар мен оксид қабаттарын алып тастау керек, пленканың аддалуы мен біркелкілігін қамтамасыз ету үшін алдын ала жасалған. Жалпы әдістерді ультрадыбыстық тазалау, химиялық тазарту және плазмалық тазарту кіреді.

Қаптау процесі

Қаптау процесінің кілті - бұл бақылау параметрлерін, соның ішінде вакуумдық, температура, газ шығыны және тұндыру деңгейі. Бұл параметрлер фильмнің сапасы мен көрсеткіштеріне тікелей әсер етеді.

Пост өңдеу процесі

Қаптағаннан кейінгі фильм көбінесе өңдеуден кейінгі, мысалы, тазарту және пассивация, мысалы, фильтрдің физикалық және химиялық қасиеттері мен тұрақтылығын арттыруды қажет етеді.

C. процестерді басқару және оңтайландыру

Вакуумдық, температура, атмосфера және т.б. параметрлерді басқару

Вакуумдық дәреже, газдың температурасы, газ құрамы, жұқа қабықшалардың өсу процесін оңтайландыруға болады, ал фильмдердің біркелкілі және жұмысын жақсартуға болады.

Қаптау қалыңдығы мен біркелкілігін бақылау

Кварц кристалды микробты және оптикалық мониторинг жүйесіндегі онлайн-мониторингтік технологияларды қолдану арқылы фильмнің сапасын қамтамасыз ету үшін нақты уақыт режимі мен біркелкілікті бақылауға қол жеткізуге болады.

Сапаны тексеру және бағалау әдістері

Кинофильмнің анықтамасы кинодың қалыңдығы, үстіңгі жағы, композициялық анализ, композицияны талдау, композициялық талдау, композициялық талдау, қаттылық және т.б. бағалауды қамтиды, мысалы, электронды микроскопия (SEM), атомдық күш микроскопиясы (AFM), рентгендік дифракция (XRD) және спектроскопиялық талдау кіреді.

Вакуумды жабу мысалдары

A. Электроника және жартылай өткізгіш өнеркәсіп

Біріктірілген тізбектің өндірісі

Вакуумдық қаптау технологиясы металл интерконнект қабаттарын, оқшаулағыш қабаттарды және қорғаныс қабаттарын салуға интеграцияланған схема өндірісінде қолданылады. Жоғары дәлдікті жабу процесі тізбектің жұмысын және сенімділігін қамтамасыз етеді.

Дисплейлер мен сенсорларға арналған жабын технологиясы

Дисплей өндірісі кезінде вакуумдық жабын мөлдір өткізгіш фильмдер мен оптикалық фильмдер салуға қолданылады; Датчиктен өндіріске, жабыны тазалық технологиясы сезімтал компоненттер мен қорғаныс қабаттарын дайындау, сезімталдықты және сенсорлардың беріктігін жақсарту үшін қолданылады.

B. оптика және оптоэлектроника

Оптикалық жұқа қабықтардың түрлері мен қосымшалары

Оптикалық жұқа қабықтарға рефлексиялық фильмдер, шағылыстыратын пленкалар, сүзгі қабықшалары, сүзгі қабықтары және рефлексиялық қабықшалар кіреді. Фильмдердің қалыңдығы мен оптикалық қасиеттерін дәл басқару арқылы, белгілі бір оптикалық эффектілерге қол жеткізуге, мысалы, шағылысуды азайту, таралу және селективті сүзу.

Лазерлер мен оптикалық құрылғыларға жабын қолдану

Лазерлер мен оптикалық құрылғыларда вакуумдық жабын технологиясы жоғары сапалы айналар, терезелер мен линзалар, оптикалық жүйелердің тиімділігі мен тұрақтылығын арттыру үшін қолданылады.

C. Механикалық және қорғаныс қолданбалары

Қатты жабын және тозуға төзімді жабын

Қатты жабындар мен тозуға төзімді жабындар вакуумдық жабын технологиялары арқылы дайындалады және олардың тозуға төзімділігі мен қызмет ету мерзімін жақсарту үшін құралдар, қалыптар және механикалық бөліктерде кеңінен қолданылады.

Коррозияға қарсы жабындарды қолдану

Коррозияға қарсы жабындар Crosionium және титан сияқты коррозияға қарсы материалдар, мысалы, хром және титан, мысалы, металл бетіне оның коррозияға төзімділігін арттыру және жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзарту үшін металл бетіне металл бетіне салыңыз.

D. Дамыған салалардағы өтініштер

Нанотехнологиядағы вакуумды жабын

Нанотехнологияларда вакуумдық жабындар электроника, оптоэлектроника және катализ сияқты өрістерде қолданылатын наноцалық конструкциялар мен жұқа қабықшаларды дайындау үшін қолданылады.

Биомедициналық қосымшалар

Вакуумдық жабын технологиясы биомедициналық қосымшаларда биомедиялық қосымшаларда қолданылады, биомедиялық жабындар, сенсорлар, сенсорлар және медициналық құрылғылардың беттері, олардың жұмысы мен қауіпсіздігін арттыру.