دسته‌بندی روش‌های انباشت لایه نازک

مولف: علی کوثری مهر

روش‌های انباشت لایه نازک

در این مقاله به دسته‌بندی مهم‌ترین فرآیندها و روش‌های انباشت لایه نازک پرداخته خواهد شد. به طور کلی این فرآیندهای انباشت به دو دسته‌ی فیزیکی (یعنی فرآیندهای رسوب فیزیکی فاز بخار یا PVD) و شیمیایی (یعنی فرآیند رسوب شیمیایی فاز بخار یا CVD و فرآیند انباشت حلال شیمیایی) تقسیم می‌شوند. در اینجا فرآیندهای رایج رسوب فیزیکی و شیمیایی فاز بخار به صورت خلاصه تشریح می‌شوند.

الف) فرآیندهای PVD:

عموما به فرآیندهای انباشتی که در آن ماده از یک منبع انباشت از حالت چگالیده به حالت بخار تغییر فاز می‌دهد و سپس مجددا به صورت پوشش بر روی زیرلایه به حالت چگالیده بر می‌گردد، فرآیندهای رسوب فیزیکی فاز بخار می‌گویند. این روش به دو دسته‌ی عمده‌ی روش‌های گرمایی و حرارتی (Thermal methods) و روش کندوپاش (Sputtering) تقسیم می‌شوند. روش‌های گرمایی نیز عموما به چند دسته تقسیم می‌شوند:

1- تبخیر حرارتی تحت خلا

2- انباشت لیزر پالسی (PLD)

3- برآرایی پرتو مولکولی (MBE)

4- آبکاری یونی (Ion Plating)

5- تبخیر برهمکنشی فعال شده (ARE)

6- انباشت باریکه‌ی خوشه‌ی یونیزه شده (ICBD)

ب) فرآیندهای CVD:

هنگامی که ترکیبی فرار از ماده‌ای که قرار است انباشت گردد، به فاز بخار تبدیل می‌گردد و به منظور تولید محصولاتی برهمکنشی (واکنشی) و غیر فرار بر روی زیرلایه، این بخار به صورت گرمایی به اتم‌ها و ملکول‌ها تجزیه می‌شود و یا با دیگر گازها، بخارها یا مایعات در سطح زیرلایه برهمکنش می‌کند، با یک فرآیند رسوب شیمیایی فاز بخار گرمایی (CVD) روبرو هستیم.

بیشتر فرآیندهای CVD در بازه‌ی فشار چند Torr تا بالای فشار اتمسفری واکنش‌گرها فعالیت می‌کنند. دمایی نسبتا بالا (نزدیک 1000 درجه‌ی سانتیگراد) برای فرآیندهای CVD مورد نیاز است. برخی فرآیندهای CVD با هدف افزایش بازده واکنش شیمیایی در دماهای پایین‌تر نیز پیشنهاد شده‌اند مانند روش رسوب شیمیایی فاز بخار به کمک پلاسما (PECVD یا PACVD). به صورت کلی می‌تواند فرآیندهای CVD را به صورت ذیل دسته‌بندی کرد:

1- CVD حرارتی

2- CVD به کمک لیزر

3- CVD به کمک پلاسما

در نهایت، سعی خواهد شد تا در مقالات آتی فرآیند کاری هر روش به طور مختصر و مفید ارائه گردد.

منابع:

1. Wasa K, Kitabatake M, Adachi H (2004) Thin Films Material Technology: Sputtering of Compound Materials. Springer. Webpage