İnce Film Kaplama Sistemleri

RF-PECVD (Radio Frequency Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)

Reaktif DC Manyetik Alanda Sıçratma / Plazma Destekli Kimyasal Buhar Biriktirme (PECVD) İnce Film Kaplama Sistemi HEF TSD-350 PECVD

Teknik

Sıçratma prosesi, bir hedef malzemenin yüzey atomlarının iyonize olmuş gaz atomları (genelikle nötr bir gaz) tarafından kopartılarak, fırlatılması ve bu fırlatılan atomların, ince bir tabaka ile kaplanması istenen taban malzeme üzerine transferi olayıdır. PECVD ise öncül bir gaz kullanılarak, elektriksel bir deşarj neticesinde plazma ortamında oluşan kimyasal reaksiyonlar sayesinde ince tabakalar biriktirilmesini sağlayan bir metottur. Merkezimizde bulunan kaplama sistemi vasıtasıyla düşük sıcaklık işlemleri olan bu iki tekniği aynı vakum hücresi içerisinde gerçekleştirmek mümkündür. Sistemde öncül argon gazının yanısıra oksijen, asetilen gibi reaktif gazlar kullanılabilmektedir. Uygulanan akım DC’dir ve hedef malzemenin arkasındaki bir mıknatıs dizaynı vasıtasıyla sistem içinde iyonizasyon arttırılmaktadır. Hedef malzeme önünde mevcut olan kalkan sistemin hem PVD hem PECVD modlarında çalışmasını sağlamakta ve bu sayede çok geniş bir malzeme skalasında kaplama yapmak mümkün olmaktadır.

Ekipman Özellikleri

• PVD ve PECVD modlarında çalışabilme
• Proses parametrelerinin sağlıklı kontrolü ile yüksek tekrar edilebilirlik imkanı
• Yeni kaplama türlerinin geliştirilebilmesi için önemli proses parametrelerinin (hedef-taban malzeme mesafesi, bias voltajı, sıçratma gücü vs.) kolaylıkla değiştirilebilmesi
• DC güç kaynağı (2500 W)
• Harici ısıtma sistemi sayesinde hassas sıcaklık kontrolü
• Rotary ve turbomoleküler pompalar vasıtasıyla 10^-7 mbar vakum seviyelerinde çalışabilme imkanı

• RF Manyetik Alanda Sıçratma İnce Film Kaplama Sistemi HEF TSD-350 CMRF

RF Sıçratma Tekniği

Kaplama işleminde uygulanan akımın RF olması, bu teknikte, katot yüzeyindeki yükün 13.56 MHz frekansla işaret (+,-) değiştirmesini sağlayarak yalıtkan malzemelerdeki şarj problemini önlemiş olur. DC magnetron sputtering tekniğine göre daha düşük kaplama hızlarına sahip olmasına rağmen yalıtkan katotların da sputter edilebilmesi avantajı RF magnetron sıçratma tekniğini ince film kaplama teknikleri arasında önemli bir yere koymuştur.

Ekipman Özellikleri

• RF güç kaynağı
• Yalıtkan ve iletken malzemelerle çalışabilme
• Proses parametrelerinin sağlıklı kontrolü ile yüksek tekrar edilebilirlik imkanı
• Yeni kaplama türlerinin geliştirilebilmesi için önemli proses parametrelerinin (hedef-taban malzeme mesafesi, bias voltajı, sıçratma gücü vs.) kolaylıkla değiştirilebilmesi
• Harici ısıtma sistemi sayesinde hassas sıcaklık kontrolü

Uygulama Alanları

• Tribolojik Kaplamalar: Hareketli iki yüzey birbiri ile temas halinde ise mutlaka bir sürtünme ve bunun sonucunda bir aşınma sözkonusudur. Metal kesme ve işlemede kullanılan kesici uçlar, metal şekillendirmede kullanılan kalıplar ve dişli vb. makine parçalarının yüzeylerinin aşınmaya dirençli TiN, TiCN, B₄C, elmas benzeri karbon-DLC, vb. malzemeler ile kaplanması yaygın kullanılan bir çözümdür.
• Optik Kaplamalar: Malzeme yüzeylerinin, yansıtma, kırınım indisi, emilim gibi optik özelliklerini değiştiren SiO₂, TiO₂ vb. malzemeler ile kaplanması
• Mikro-elektronik Uygulamalar: İnce filmler mikroelektronik uygulamalarda, elektriksel olarak yalıtkan tabakalar, MOS tranzistörlerde çok ince dielektrikler gibi çeşitli kullanım alanlarına sahiptir. LiNbO₃, PLZT vb. piezo ve ferroelektrik bileşikler ince film olarak yarıiletken silisyum teknolojisi ile entegre formda elektrooptik, hafıza, algılayıcı uygulamalarında kullanılmaktadır.
• Güneş Pili Uygulamaları: CuO, Cu(In,Ga)Se₂ vb. polikristalin bileşikler ince film formunda güneş pili uygulamalarında yer bulur.