Что такое совместное распыление и совместное испарение?

Распыление и термическое испарение являются двумя наиболее распространенными методами физического осаждения из паровой фазы. Китай Производители систем покрытия PVD Методы нанесения тонкопленочных покрытий. Эти методы, выполняемые в среде высокого вакуума, лежат в основе полупроводниковой, оптической, фотонной, медицинской имплантологии, высокоэффективной автомобильной и авиационной промышленности.

«Со» означает взаимный, общий — более одного. Совместное напыление и совместное испарение означает, что на подложку наносится более одного материала покрытия, что позволяет создавать широкий спектр новых замечательных композиций и сплавов с уникальными и удивительными качествами, которые были бы невозможны без этой быстро развивающейся тонкопленочной технологии.
Совместное напыление — это когда два или более целевых (или «исходных») материала распыляются либо одновременно, либо последовательно в вакуумной камере, и часто используется с реактивным магнетронным напылением для получения тонких комбинаторных пленок, таких как металлические сплавы или неметаллические композиции, такие как керамика.

Он широко используется в оптической и архитектурной стекольной промышленности. Используя реактивное совместное напыление двух целевых материалов, таких как кремний и титан, с двойным магнетронным напылением, показатель преломления или затеняющий эффект стекла можно тщательно и точно контролировать в приложениях, начиная от крупномасштабных поверхностей, таких как архитектурное стекло, и заканчивая солнцезащитными очками. Он также широко используется для производства солнечных панелей и дисплеев. Области применения совместного распыления продолжают расти с каждым днем.

При совместном распылении используется более одного катода (обычно два или три) в технологической камере, где мощность каждого катода можно регулировать независимо. Это может означать как наличие нескольких катодов из одного и того же материала мишени, работающих одновременно для увеличения скорости осаждения, так и комбинирование различных типов материалов мишеней в технологической камере для создания уникальных составов и свойств тонких пленок.

Кремниевые мишени, распыляемые в плазме, содержащей кислород, поскольку реактивный газ образует SiO2, показатель преломления которого равен 1,5. Титан, распыленный в плазму кислородом, образует TiO2 с показателем отражения 2,4. Путем совместного распыления этих двух материалов покрытия мишеней и изменения мощности каждого из этих двойных магнетронов можно настроить точный показатель преломления покрытия и нанести его на стекло с любым желаемым показателем преломления в диапазоне от 1,5 до 2,5.

Таким образом, реактивное совместное распыление позволило создавать тонкопленочные покрытия на стекле и других материалах с настраиваемыми или регулируемыми показателями преломления, включая даже покрытия, которые изменяют отражательные характеристики архитектурного стекла в зависимости от того, становится ли солнце сильнее или слабее.
Совместное напыление — это процесс термического испарения, который может иметь преимущества или недостатки по сравнению с совместным напылением, в зависимости от конкретного применения, которое лучше всего понять, определяя фундаментальные различия между процессами напыления и напыления PVD-покрытия.

При совместном испарении материалы покрытия нагреваются в камере высокого вакуума до тех пор, пока они не начнут испаряться или сублимировать. Это достигается за счет нагревания и испарения исходного материала либо из резистивной лодочки накаливания/проволочной корзины, либо из тигля с использованием электронного луча. Для достижения высокой степени однородности с термически напыленными тонкими пленками подложку, на которую нужно нанести покрытие, часто манипулируют, вращая ее по одной или двум осям в камере осаждения.

Общие области применения тонких пленок совместного испарения — это металлизированные покрытия на пластике, стекле или другом материале подложки, которые обеспечивают высокую степень непрозрачности и отражательной способности, зеркала телескопов и солнечные панели.

Солнечные панели на основе Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) достигли самой высокой рекордной эффективности среди тонкопленочных солнечных элементов с рекордной эффективностью более 20%. Ключом к этому успеху является трехэтапный процесс совместного испарения, который приводит к глубокому двойному градиенту галлия с повышенной концентрацией галлия, идущему как с передней, так и с задней поверхностей осаждения тонкой пленки. Это тот тип стехиометрической эффективности, который процессы совместного испарения обеспечивают в реальном мире, создавая более зеленый, чистый, более энергоэффективный мир, который быстро расширяется в будущем.