Televac-Vakuummessgeräte für die Dünnschichtabscheidung

Als Dünnschicht wird eine Schicht auf einer Oberfläche bezeichnet, deren Dicke von Bruchteilen eines Nanometers (10-9 Meter) bis zu Mikrometern (10-6 Meter) reicht. Es gibt zwei Hauptmethoden für die Dünnschichtbeschichtung im Vakuum. Die erste ist PVD oder physikalische Gasphasenabscheidung und die zweite ist CVD oder chemische Gasphasenabscheidung. PVD beinhaltet die physikalische Bewegung von Partikeln, während CVD eine chemische Reaktion beinhaltet. Beachten Sie, dass es viele andere Arten und Untergruppen der Dünnschichtabscheidung gibt, aber PVD und CVD sind die einzigen beiden, die in diesem Artikel behandelt werden.

Bei PVD gibt es zwei Hauptmethoden: Verdampfung und Sputtern. Verdampfen und Sputtern werden oft unter Vakuum durchgeführt, da mit abnehmendem Druck (oder je tiefer das System im Vakuum ist) der Dampfdruck (Druck, bei dem sich die Substanz von einem festen/flüssigen Zustand in ein Gas verwandelt) abnimmt und somit niedrigere Temperaturen verwendet werden können. Dies hilft, negative Auswirkungen hoher Temperaturen auf das zu beschichtende Objekt zu vermeiden. Außerdem ermöglicht das Entfernen der Atmosphäre für PVD dem verdampften Material einen direkteren Weg zum zu beschichtenden Objekt.

Wie Sie in Diagramm A und Diagramm B unten sehen können, ist die Verdampfung ziemlich einfach. Die Kammer wird evakuiert, Wärme wird zugeführt und das Filmmaterial wird auf das Objekt aufgedampft. Das Sputtern ist etwas komplexer, wobei eine Potentialdifferenz zwischen der Vakuumkammer und dem Beschichtungsmaterial angelegt wird. Dann wird der Kammer ein Inertgas, z. B. Argon, zugeführt, das eine elektrische Entladung hervorruft, wodurch das Beschichtungsmaterial auf dem Objekt verteilt wird.

Bei CVD-Verfahren wird ein Material verwendet, um mit einem anderen Material auf dem zu beschichtenden Objekt zu reagieren oder es zu zersetzen. Dies wird typischerweise durch Hitze aktiviert, kann aber in bestimmten Fällen auch Licht oder Plasma als Katalysator verwenden. Aus diesem Grund laufen CVD-Prozesse in der Regel bei viel höheren Temperaturen ab, was je nach zu beschichtendem Objekt problematisch sein kann.

Die Dünnschichtabscheidung hat eine Vielzahl von Anwendungen, darunter:

Halbleiterfertigung, Solarzellen, Batterien, elektrisch arbeitende Beschichtungen, Produktveredelung wie dekorative Beschichtungen, optische Beschichtungen oder Schutzschichten.

Welche Televac® Produkte sind also für die Dünnschichtabscheidung geeignet? Das erste ist der MX200-Vakuum-Controller mit einer Kombination aus 4A/7B-Vakuummessgeräten. Damit lassen sich Vakuummessungen von der Atmosphäre (1000 Torr) bis hinunter zu 10-7 Torr durchführen. Die Sensoren werden mit Kabeln an den Controller angeschlossen, was eine Fernanzeige ermöglicht, und es stehen viele analoge und digitale Kommunikationsoptionen zur Verfügung, darunter analog 0 bis 10 V DC, EthernetIP, RS-232/RS-485 und USB.

Another option is to take the route of using active gauges. With active gauges the control electronics are mounted directly on the sensing element, and in this case we’d use at least two active gauges; the MX4A thermocouple vacuum gauge for measurement from atmosphere (1000 Torr) to 10^-3 Torr, and the MX7B cold cathode vacuum gauge for measurement from 10^-3 Torr to 10^-8 Torr. Similar output options are available of analog 0 to 10 V DC, EthernetIP, PROFINET, and RS-485. Note that many active gauges can be chained together and various gauges can be used to achieve different ranges of measurement than what’s outlined in this article.

Beachten Sie, dass dieser Artikel in engem Zusammenhang mit unserem Artikel über die Halbleiterfertigung steht, da Dünnschichtprozesse für die Halbleiterfertigung verwendet werden.