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Was sind die verschiedenen Anwendungen von Dünnfilm -Silizium?

  • Gale

Es gibt Dutzende verschiedener Methoden zur Ablagerung von Dünnfilmen, aber sie können im Allgemeinen in drei Kategorien unterteilt werden. Es gibt chemische Reaktionsabscheidungsprozesse wie chemische Dampfablagerung, Molekularstrahl-Epitaxie und Elektrodeposition. Physikalische Dampfablagerung ist ein Abscheidungsprozess, bei dem allein eine physikalische Reaktion stattfindet. Es gibt auch hybride Prozesse, die sowohl physikalische als auch chemische Mittel verwenden, darunter Sputterablagerung und Gas- oder Glühentladungsmethoden.

Die physikalische Dampfabscheidung hängt mit der Vielfalt der verwendeten Sputtertechnologien zusammen und beinhaltet das Verdampfen von Material aus einer Quelle und übertragen es in dünne Film Siliziumschichten auf ein Zielsubstrat. Das Ausgangsmaterial wird in einer Vakuumkammer verdampft, wodurch Partikel gleichmäßig alle Oberflächen in der Kammer zerstreuen und beschichten. Die beiden Methoden physikalischer Dampfabscheidung verwenden dafür Elektronenstrahlen oder E-Strahlen, um das Ausgangsmaterial oder die Widerstandsverdampfung unter Verwendung eines hohen elektrischen Stroms zu erhitzen und zu verdampfen. Die Sputter -Ablagerung verwendet ein teilweise Vakuum, das mit einem inertierten, aber ionisierten Gas wie Argon beladen ist, und die geladenen Ionen werden von den verwendeten Zielmaterialien angezogen, die Atome abbrechen, die sich dann als dünnes Silizium auf das Substrat niederlassen. Es gibt viele verschiedene Arten von Sputtern, einschließlich reaktivem Ionen-, Magnetron- und Clusterstrahl -Sputtern, die alle Variationen darüber sind, wie die Ionenbombardierung des Ausgangsmaterials erfolgt.

Chemische Dampfablagerung ist eines der häufigsten Prozesse zur Herstellung von Dünnfilm -Silizium und präziser als physikalische Methoden. Ein Reaktor ist mit einer Vielzahl von Gasen gefüllt, die miteinander interagieren, um feste Nebenprodukte zu produzieren, die auf allen Oberflächen im Reaktor kondensieren. Das auf diese Weise produzierte Dünnfilm -Silizium kann extrem gleichmäßige Eigenschaften und sehr hohe Reinheit aufweisen, was diese Methode für die Halbleiterindustrie sowie für die Herstellung optischer Beschichtungen nützlich macht. Der Nachteil ist, dass diese Arten von Ablagerungsmethoden relativ langsam sein können und häufig Reaktorkammern erfordern, die bei Temperaturen von bis zu 2.012 ° T betrieben werden. Fahrenheit (1.100 Grad; Celsius) und verwenden sehr giftige Gase wie Silan.

Jedes der Dutzenden verschiedener Abscheidungsprozesse muss bei der Herstellung von Dünnfilm -Silizium berücksichtigt werden und Risiken beteiligt. Frühe reaktive Ionenkammern wurden am Laborboden suspendiert, um sie zu isolieren, da sie auf 50.000 Volt in Rechnung gestellt werden mussten und die Computerausrüstung kurzfristig kurzfristig aufnehmen konnten, selbst wenn sie lediglich auf Beton in der Nähe saßen. Kupferrohre von zwölf Zoll Durchmesser, die von diesen Reaktoren in das Grundgestein unter dem Produktionsboden lief, von den Laborarbeitern umgangssprachlich als "Jesus Sticks" bezeichnet wurden, in Bezug auf die Tatsache, dass jeder, der es berührt, mit Jesus sprechen würde, da es töten würde ihm oder ihr. Produkte wie farbstoffsensibilisierte Solarzellen bieten einen neuen, weniger gefährlichen und kostengünstigeren Ansatz für die Herstellung von Dünnfilmen, da sie keine präzisen Silizium-Halbleiter-Substrate benötigen und bei viel niedrigeren Temperaturen von etwa 248 Grad hergestellt werden können. Fahrenheit (120 deg; Celsius).