La deposizione di film è un processo che prevede la creazione di strati sottili di materiali su substrati.
Questo processo è classificato principalmente in metodi chimici e fisici.
5 fasi fondamentali del processo di deposizione della pellicola
1. Deposizione chimica
I metodi di deposizione chimica prevedono la reazione di fluidi precursori sul substrato.
Questi metodi portano alla formazione di uno strato sottile.
Le tecniche comprendono l'elettroplaccatura, il sol-gel, il dip coating, lo spin coating, la deposizione chimica da vapore (CVD), la CVD potenziata al plasma (PECVD) e la deposizione atomica da strato (ALD).
In questi metodi, un fluido precursore reagisce sul substrato, formando un film sottile.
Il substrato viene tipicamente pulito e può essere riscaldato per favorire la diffusione degli adatomi.
Gli adatomi sono atomi che si sono condensati su una superficie e sono in grado di reagire chimicamente.
2. Deposizione fisica
La deposizione fisica da vapore (PVD) comprende tecniche come lo sputtering e l'evaporazione a fascio elettronico.
Questi metodi trasferiscono fisicamente il materiale da una sorgente al substrato in un ambiente sotto vuoto.
La temperatura del substrato durante la PVD è solitamente più bassa rispetto ai metodi chimici, che spesso richiedono temperature più elevate.
3. Preparazione e trattamento del substrato
Il substrato è fondamentale nel processo di deposizione.
Viene pulito a ultrasuoni e può essere ruotato per garantire una deposizione uniforme del film.
Il riscaldamento del substrato può aumentare la mobilità degli adatomi, migliorando la qualità del film.
Al contrario, il raffreddamento del substrato può ridurre la diffusione, utile per creare film più ruvidi.
Tecniche come la glancing-angle deposition (GLAD) o la oblique-angle deposition (OAD) possono ulteriormente manipolare la rugosità del film modificando l'angolo di deposizione.
4. Considerazioni sul sistema di deposizione
Quando si imposta un sistema di deposizione, si devono considerare fattori quali la velocità di deposizione, l'uniformità, la flessibilità, la copertura del passo, le caratteristiche del film, la temperatura del processo, la robustezza del processo e i potenziali danni al materiale.
Ogni fattore influenza la qualità e l'idoneità del film per applicazioni specifiche.
Ad esempio, un'elevata uniformità è fondamentale per i film direttamente coinvolti nel funzionamento dei dispositivi, mentre la flessibilità del sistema è più importante in contesti di ricerca e sviluppo in cui le esigenze possono cambiare frequentemente.
5. Fasi del processo
Le fasi fondamentali della deposizione di film sottili comprendono la selezione del materiale di partenza, il trasporto al substrato attraverso un mezzo (fluido o sottovuoto), la deposizione del materiale sul substrato, l'eventuale ricottura del film e l'analisi delle proprietà del film.
Queste fasi sono personalizzate per ottenere le caratteristiche desiderate del film sottile, che sono fondamentali per le sue prestazioni in varie applicazioni.
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