Co-Sputtering และ Co-Evaporation คืออะไร?

การสปัตเตอร์และการระเหยด้วยความร้อนเป็น PVD . การสะสมไอทางกายภาพที่พบได้บ่อยที่สุด ประเทศจีน ผู้ผลิตระบบเคลือบ PVD เทคนิคกระบวนการเคลือบฟิล์มบาง ดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่มีสุญญากาศสูง วิธีการเหล่านี้เป็นหัวใจสำคัญของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ออปติก โฟโตนิกส์ การปลูกถ่ายทางการแพทย์ อุตสาหกรรมยานยนต์และอากาศยานที่มีประสิทธิภาพสูง

“ร่วม” หมายถึง ร่วมกัน, ร่วมกัน - มากกว่าหนึ่ง Co-Sputtering และ Co-Evaporation หมายถึงวัสดุเคลือบมากกว่าหนึ่งชนิดถูกนำไปใช้กับพื้นผิวที่ช่วยให้สามารถสร้างองค์ประกอบและโลหะผสมใหม่ที่โดดเด่นมากมายด้วยคุณภาพที่เป็นเอกลักษณ์และน่าทึ่งซึ่งเป็นไปไม่ได้หากไม่มีเทคโนโลยีฟิล์มบางที่ขยายตัวอย่างรวดเร็ว
Co-Sputtering คือการที่วัสดุเป้าหมาย (หรือ "แหล่งที่มา") สองชิ้นขึ้นไปถูกพ่นออกมา ไม่ว่าจะในคราวเดียวหรือตามลำดับในห้องสุญญากาศ และมักใช้ร่วมกับ Reactive Magnetron Sputtering เพื่อผลิตฟิล์มบางที่ผสมผสานกัน เช่น โลหะผสมหรือ องค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะเช่นเซรามิกส์

มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมแก้วแสงและสถาปัตยกรรม ด้วยการใช้ Reactive Co-Sputtering ของวัสดุเป้าหมายสองชนิด เช่น ซิลิคอนและไททาเนียมที่มีแมกนีตรอนสปัตเตอริงคู่ ดัชนีการหักเหของแสงหรือเอฟเฟกต์การบังแสงของกระจกสามารถควบคุมได้อย่างรอบคอบและแม่นยำในการใช้งานตั้งแต่พื้นผิวขนาดใหญ่ เช่น กระจกสถาปัตยกรรม ไปจนถึงแว่นกันแดด นอกจากนี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตแผงเซลล์แสงอาทิตย์และจอแสดงผล แอปพลิเคชั่นสำหรับการสปัตเตอร์ร่วมเพิ่มขึ้นทุกวัน

Co-Sputtering ใช้แคโทดมากกว่าหนึ่งตัว (โดยทั่วไปคือสองหรือสาม) ในห้องประมวลผลซึ่งสามารถควบคุมพลังงานของแคโทดแต่ละตัวได้อย่างอิสระ อาจหมายถึงการมีแคโทดหลายตัวของวัสดุเป้าหมายเดียวกันที่ทำงานพร้อมกันเพื่อเพิ่มอัตราการตกสะสม หรืออาจหมายถึงการรวมวัสดุเป้าหมายประเภทต่างๆ ในห้องกระบวนการเพื่อสร้างองค์ประกอบและคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ในฟิล์มบาง

เป้าหมายซิลิกอนซึ่งถูกสปัตเตอร์ลงในพลาสมาที่มีออกซิเจนเนื่องจากก๊าซปฏิกิริยาสร้าง SiO2 ซึ่งมีดัชนีการหักเหของแสงเท่ากับ 1.5 ไททาเนียมสปัตเตอร์ลงในพลาสมาด้วยออกซิเจนในรูปแบบ TiO2 โดยมีดัชนีสะท้อนแสง 2.4 ด้วยการสปัตเตอร์ร่วมกันทั้งสองวัสดุเคลือบเป้าหมายและการเปลี่ยนแปลงกำลังของแมกนีตรอนคู่แต่ละตัว ดัชนีการหักเหของแสงที่แม่นยำของสารเคลือบสามารถปรับแต่งและสะสมบนกระจกกับดัชนีการหักเหของแสงที่ต้องการระหว่าง 1.5 ถึง 2.5

ด้วยวิธีนี้ Reactive Co-Sputtering ช่วยให้สามารถสร้างการเคลือบฟิล์มบาง ๆ บนกระจกและวัสดุอื่นๆ ด้วยดัชนีการหักเหของแสงที่ปรับแต่งได้หรือให้คะแนน ซึ่งรวมถึงการเคลือบที่เปลี่ยนลักษณะการสะท้อนแสงของกระจกสถาปัตยกรรมเมื่อดวงอาทิตย์มีแสงจ้าขึ้นหรืออ่อนลง
Co-Evaporation เป็นกระบวนการระเหยด้วยความร้อนที่สามารถมีข้อดีหรือข้อเสียเมื่อเทียบกับ Co-Sputtering ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งานเฉพาะ ซึ่งเป็นที่เข้าใจได้ดีที่สุดโดยการกำหนดความแตกต่างพื้นฐานระหว่างกระบวนการเคลือบ PVD การระเหยและการสปัตเตอร์

ด้วยการระเหยร่วม วัสดุเคลือบจะถูกให้ความร้อนในห้องสุญญากาศสูงจนกระทั่งเริ่มระเหยหรือทำให้ระเหิด สิ่งนี้ทำได้โดยวัสดุต้นทางที่ถูกทำให้ร้อนและระเหยออกจากเรือใยแก้ว/ตะกร้าลวดที่มีความต้านทาน หรือจากเบ้าหลอมโดยใช้ลำแสงอิเล็กตรอน เพื่อให้เกิดความสม่ำเสมอในระดับสูงกับฟิล์มบางที่ระเหยด้วยความร้อน ซับสเตรตที่จะเคลือบมักจะถูกจัดการโดยการหมุนบนแกนหนึ่งหรือสองแกนภายในห้องสะสม

การใช้งานทั่วไปของฟิล์มบางแบบระเหยร่วมคือการเคลือบโลหะบนพลาสติก แก้ว หรือวัสดุพื้นผิวอื่นๆ ที่มีความทึบแสงและการสะท้อนแสงในระดับสูง กระจกส่องกล้องดูดาว และแผงโซลาร์เซลล์

แผงโซลาร์เซลล์ที่อิงตาม Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) มีประสิทธิภาพสูงสุดเป็นประวัติการณ์เมื่อเทียบกับเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางโดยมีประสิทธิภาพเป็นประวัติการณ์มากกว่า 20% กุญแจสู่ความสำเร็จนี้คือกระบวนการระเหยร่วม 3 ขั้นตอน ซึ่งส่งผลให้เกิดการไล่ระดับ Ga แบบลึกสองเท่าพร้อมความเข้มข้นของ Ga ที่เพิ่มขึ้นซึ่งนำจากพื้นผิวทั้งด้านหน้าและด้านหลังของการสะสมฟิล์มบาง เหล่านี้เป็นประเภทของประสิทธิภาพปริมาณสัมพันธ์ กระบวนการ Co-Evaporation นำเสนอในโลกแห่งความเป็นจริงทำให้โลกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสะอาดขึ้นและประหยัดพลังงานมากขึ้นซึ่งจะขยายไปสู่อนาคตอย่างรวดเร็ว