cienkich warstw technika

cienkich warstw technika,

zespół metod służących do wytwarzania warstw o grubości nie przekraczającej kilku µm (zwykle poniżej 1 µm) na powierzchni podłoża, mającego z reguły grubość wielokrotnie większą (nawet kilkaset tys. razy).

W technice cienkich warstw zarówno osadzona warstwa, jak i podłoże mogą mieć różny skład chem., a zatem i właściwości, istotne jest przy tym to, że nałożenie warstwy nie powoduje naruszenia struktury podłoża. Cienkie warstwy są otrzymywane gł. metodami: naparowania próżniowego, rozpylania katodowego, chem. osadzania z fazy gazowej (CVD); znacznie rzadziej się stosuje osadzanie elektrolityczne, metody sublimacji czy polimeryzacji. Naparowanie próżniowe przeprowadza się w napylarce, której podstawową część stanowi komora próżniowa wyposażona w grzejnik (służący do przeprowadzenia nanoszonej na podłoże substancji w stan pary) oraz w przesłonę nadającą żądaną topografię nanoszonej warstwie. Metoda ta służy do nanoszenia warstw aluminium, nichromu, złota, tlenków krzemu i in. substancji łatwo topliwych. Do nanoszenia materiałów trudno topliwych (np. tantalu) stosuje się zwykle rozpylanie katodowe, tj. uwalnianie atomów z katody, wykonanej z osadzanego metalu, wywołane bombardowaniem katody jonami rozrzedzonego gazu rozpędzonymi w silnym polu elektrycznym. Zastosowanie metody CVD umożliwia otrzymywanie warstw o różnych właściwościach; w metodzie tej wprowadzane do reaktora gazy o odpowiednim składzie ulegają w podwyższonej temperaturze reakcjom chem., prowadzącym do powstania produktów tworzących żądaną warstwę.

Właściwemu odwzorowaniu geometrii cienkich warstw służy maskowanie. Do tego celu stosuje się odpowiednio ukształtowane przesłony (maski mech.), zasłaniające fragmenty powierzchni podłoża podczas nanoszenia warstwy, lub otrzymaną warstwę pokrywa się emulsją światłoczułą, a następnie poddaje się ją naświetlaniu (poprzez maskę) i lokalnemu trawieniu (litografia). Druga metoda umożliwia bardzo dokładne i powtarzalne reprodukowanie szczegółów geom. warstwy i dlatego jest częściej stosowana.

Technikę cienkich warstw stosuje się w procesie wytwarzania cienkowarstwowych elementów elektronicznych: układów scalonych, a także halotronów, detektorów, czujników, rezystorów i kondensatorów; przy produkcji taśm, dysków oraz głowic magnet.; do nanoszenia powłok na przyrządach opt. (powłoki optyczne) i in.