يعد ترسيب الأغشية الرقيقة عملية بالغة الأهمية في تصنيع الأجهزة الدقيقة/النانو والمكونات الإلكترونية المختلفة. يمكن تصنيف الطرق الأساسية المستخدمة في ترسيب تكنولوجيا الأغشية الرقيقة بشكل عام إلى طرق كيميائية وفيزيائية.
الطرق الكيميائية:
- ترسيب البخار الكيميائي (CVD): تتضمن هذه الطريقة تعريض الركيزة لغازات السلائف التي تتفاعل وترسب المادة المطلوبة. يتم تصنيف الترسيب الكيميائي بالبخار الكيميائي (CVD) إلى الترسيب الكيميائي بالبخار الكيميائي منخفض الضغط (LPCVD) والترسيب الكيميائي بالبخار الكيميائي المعزز بالبلازما (PECVD)، وكل منها مصمم لتطبيقات وخصائص مواد محددة.
- ترسيب الطبقة الذرية (ALD): عملية الترسيب بالطبقة الذرية هي عملية دقيقة للغاية حيث يتم ترسيب طبقة ذرية واحدة في كل مرة. وهي تنطوي على عملية دورية حيث يتم تعريض الركيزة بالتناوب لغازات سلائف مختلفة، مما يضمن تحكمًا استثنائيًا في سماكة الطبقة وتوحيدها.
- تقنيات الترسيب الكيميائي الأخرى: وتشمل الطلاء الكهربائي، والجل المذاب، والطلاء بالغمس، والطلاء بالدوران، وكل منها يقدم مزايا وتطبيقات فريدة من نوعها اعتماداً على المتطلبات المحددة للفيلم والركيزة.
الطرق الفيزيائية:
- الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD): ينطوي الترسيب الفيزيائي بالتبخير الفيزيائي على تبخير أو رش المادة المصدر، والتي تتكثف بعد ذلك على الركيزة لتشكيل طبقة رقيقة. تشمل التقنيات المستخدمة في الترسيب بالتقنية الفائقة البخرية، التبخير والتبخير بالحزمة الإلكترونية والتبخير بالحزمة الإلكترونية والتبخير بالرش.
- تقنيات PVD محددة: وتشمل التبخير الحراري، والطلاء بالكربون، والتبخير بالحزمة الجزيئية (MBE)، والترسيب بالليزر النبضي (PLD). كل من هذه الطرق لها مجموعة من الشروط والمتطلبات الخاصة بها، مما يجعلها مناسبة للمواد والتطبيقات المختلفة.
الملخص:
تُعد تقنيات ترسيب الأغشية الرقيقة ضرورية لإنشاء طبقات من المواد التي تكون أرق بكثير من المواد السائبة، وغالبًا ما تكون أقل من 1000 نانومتر. هذه الأغشية ضرورية في إنتاج الأجهزة الإلكترونية الضوئية والحالة الصلبة والأجهزة الطبية. ويعتمد اختيار طريقة الترسيب على الأداء المحدد ومتطلبات الإنتاج الخاصة بالتطبيق، مع عدم وجود طريقة واحدة قابلة للتطبيق عالميًا على جميع السيناريوهات. تقدم كل من الطرق الكيميائية والفيزيائية مجموعة من التقنيات، لكل منها مزاياها وقيودها الخاصة، مما يضمن وجود طريقة مناسبة لأي تطبيق من تطبيقات الأغشية الرقيقة تقريبًا.
