Wat is co-sputteren en co-evaporatie?

Sputteren en thermische verdamping zijn twee van de meest voorkomende fysieke dampafzetting PVD China Fabrikanten van PVD-coatingsystemen Thin Film Coating procestechnieken. Deze methoden worden uitgevoerd in een hoogvacuümomgeving en vormen de kern van de halfgeleider-, optica-, fotonica-, medische implantaat-, hoogwaardige auto- en luchtvaartindustrie.

"Co" betekent wederzijds, gemeenschappelijk - meer dan één. Co-sputteren en co-evaporatie betekent dat meer dan één coatingmateriaal wordt aangebracht op een substraat dat het mogelijk maakt om een ​​breed scala aan nieuwe en opmerkelijke samenstellingen en legeringen te creëren met unieke en verbazingwekkende kwaliteiten die niet mogelijk zijn zonder deze snelgroeiende dunnefilmtechnologie.
Co-sputteren is waar twee of meer doelmaterialen (of "bron") worden gesputterd, hetzij tegelijk of achter elkaar in de vacuümkamer, en wordt vaak gebruikt met reactief magnetron sputteren om dunne films te produceren die combinatorisch zijn, zoals metaallegeringen of niet-metalen samenstellingen zoals keramiek.

Het wordt veel gebruikt in de optische en architecturale glasindustrie. Door gebruik te maken van reactieve co-sputtering van twee doelmaterialen zoals silicium en titanium met dubbele magnetron sputtering, kan de brekingsindex of het schaduweffect van het glas zorgvuldig en nauwkeurig worden gecontroleerd op toepassingen variërend van grootschalige oppervlakken, zoals architectonisch glas, tot zonnebrillen. Het wordt ook veel gebruikt voor de productie van zonnepanelen en displays. De toepassingen voor co-sputteren blijven elke dag groeien.

Co-sputteren gebruikt meer dan één kathode (meestal twee of drie) in de proceskamer waar de stroom naar elke kathode onafhankelijk kan worden geregeld. Het kan betekenen dat beide meerdere kathoden van hetzelfde doelmateriaal tegelijkertijd werken om de afzettingssnelheden te verhogen, of het kan ook betekenen dat verschillende soorten doelmaterialen in de proceskamer worden gecombineerd om unieke composities en eigenschappen in dunne films te creëren.

Siliciumdoelen die worden gesputterd in een plasma dat zuurstof bevat, aangezien het reactieve gas SiO2 vormt met een brekingsindex van 1,5. Titanium dat met zuurstof in het plasma wordt gesputterd, vormt TiO2 met een reflectie-index van 2,4. Door deze twee coatingmaterialen samen te sputteren en het vermogen van elk van deze dubbele magnetrons te variëren, kan de precieze brekingsindex van de coating worden aangepast en op het glas worden afgezet tot elke gewenste brekingsindex tussen 1,5 en 2,5.

Op deze manier heeft Reactive Co-Sputtering het mogelijk gemaakt om dunne filmcoatings op glas en andere materialen te creëren met aanpasbare of gegradeerde brekingsindexen - inclusief zelfs coatings die de reflecterende eigenschappen van het architecturale glas veranderen naarmate de zon sterker of zwakker wordt.
Co-verdamping is een thermisch verdampingsproces dat voor- of nadelen kan hebben in vergelijking met co-sputteren, afhankelijk van de specifieke toepassing, dat het best kan worden begrepen door de fundamentele verschillen tussen verdamping en sputteren PVD-coatingprocessen te definiëren.

Bij Co-Evaporation worden de coatingmaterialen verwarmd in een hoogvacuümkamer totdat ze beginnen te verdampen of te sublimeren. Dit wordt bereikt door het bronmateriaal te verwarmen en te verdampen, hetzij uit een boot/draadmand met resistieve filamenten of uit een smeltkroes met behulp van een elektronenstraal. Om een ​​hoge mate van uniformiteit te bereiken met thermisch verdampte dunne films, wordt het te coaten substraat vaak gemanipuleerd door het op één of twee assen in de depositiekamer te roteren.

Veel voorkomende toepassingen van Co-Evaporation dunne films zijn met gemetalliseerde coatings op kunststoffen, glas of ander substraatmateriaal die een hoge mate van opaciteit en reflectiviteit bieden, telescoopspiegels en zonnepanelen.

Zonnepanelen op basis van Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) hebben de hoogste recordrendementen behaald onder dunnefilmzonnecellen met een recordrendement van meer dan 20%. De sleutel tot dit succes is het 3-traps Co-Evaporation-proces dat resulteert in een diepgaande dubbele Ga-gradiënt met een verhoogde Ga-concentratie vanaf zowel de voor- als achterkant van de dunne-filmafzetting. Dit zijn het soort stoichiometrische efficiëntieverbeteringen Co-Evaporation-processen leveren in de echte wereld een groenere, schonere en energie-efficiëntere wereld op die zich snel uitbreidt naar de toekomst.33