Vytváření vrstev • galvanicky • chemicky • plazmatem • ve vakuu Vrstvy ve vakuu • povlaková ní • MBE • měření tloušťky vrstvy během depozice Vakuová fyzika 2 1/39 Velmi stručná historie (více na www.svc.org) • 1857 - Faraday, obloukové vypařování • 1884 - Edison - patent na termální a obloukovou depozici tenkých vrstev z pevných látek • 1907 - Pirany - patent na E-beam tavení • 1912 - vypařování z kelímku • 1940 - E-beam naparování, magnetron • 1945 - opticky filtr s multivrstvou • 1947 - AI vrstva na zrcadlo o průměru 5 m pro dalekohled • 1981 - PVD - tvrdé vrstvy na nástroje • 1998 - DLC - vrstva na žiletkách, komerční výroba Povlaková n CVD - chemical vapor deposition PVD - physical vapor deposition • naparování • elektronové dělo • naprašování • laserová depozice PACVD - plasma assisted CVD • za atmosférického tlaku • za nízkého tlaku • plasmová depozice • laserová depozice Naparování - vypaření materiálu zahřátím vysokou teplotu lodička z těžko tavitelného materiálu zahřátí průchodem el. proudu velmi jednoduchá aparatura nehodí se pro všechny materiály ^.Šavel: Elektrotechnologie, BEN, Praha 2005 Vakuová fyzika 2 □ 5/39 :J.Šavel: Elektrotechnologie, BEN, Praha 2005 Vakuová fyzika 2 6/39 3 3W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky, SAV, Bratislava 19ÉG Vakuová fyzika 2 7/39 4_ 4W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky, SAV, Bratislava 19ÉG Vakuová fyzika 2 8/39 5W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky, SAV, Bratislava 19ÉQ Vakuová fyzika 2 9/39 Elektronové dělo 6J.Šavel: Elektrotechnologie, BEN, Praha 2005 Vakuová fyzika 2 10 / 39 Naprašování ľ1 • i f—J—.' 'T- 7—r- ft t Ar kathode anode 7J.Šavel: Elektrotechnologie, BEN, Praha 2005 Vakuová fyzika 2 11 / 39 '-■ \ v > ■■, "■, \ + katoda (terč) materiál terče podložka anoda atom Ar b) 8 8 J.Šavel: Elektrotechnologie, BEN, Praha 2005 Vakuová fyzika 2 12 / 39 9 9W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky, SAV, Bratislava 1960 Nízkonapěťový oblouk 1 www.shm-cz.cz Vakuová fyzika 2 < □ ► 14 / 39 Magnetron -MOV 11_ 11 http : //www.stoner.leeds.ac.uk/Research/ TutSputtering Vakuová fyzika 2 15/39 12 PLD - pulse laser deposition target Plasma plume substrate on holder focussing lens J Laser beam laser in window 12 http : //en.wikipedia.org/wiki/File : Configuration_PLD.png Vakuová fyzika 2 16 / 39 PACVD - plasma assisted CVD Rozdělení podle napájení: • DC power • LF power • RF power • CCP - kapacitně vázané plazma • ICP - induktivně vázané plazma • microwave power PACVD ION SHEATH SUBSTRATE SUPPORT BLOCKING CAPACITOR MATCHING NETWORK VACUUM CHAMBER BASEPLATE FORWARD REFLECTED POWER POWER -0—0— RADIO-FREQUENCY GENERATOR rf CABLE 13 R.V.Stuart: Vacuum technology Thin Films and Sputtering, Academic Press 1983 Vakuová fyzika 2 18 / 39 Metoda MBE - Molecular Beam Epitaxy 14 14 http : / /odděleni.fzu.cz /povrchy /m be /soubory /m be /m be-metoda, htm Vakuová fyzika 2 19 / 39 ohrev podíožky a motor kr*°Panef* 8 proměnnou rychlostí stínítko kvádru póJový podložky hmotnostní spektometr 15 15 http : //odděleni Jzu.cz/povrchy/mbe/soubory/mbe/mbe-metoda.htm* Vakuová fyzika 2 20 / 39 velké nároky na vakuum, tlak 10~10 hPa velká čistota vstupních materiálů kvantové tečky, supermřížky, periodický potenciál, speciální polovodičové prvky □ <3 Vakuová fyzika 2 - 1 < -=_ ► < = «0 0,0 35 / 39 i—4 V Multi Layer Metalizer ► DVD-RAM, DVD±RW, DVD Blue-ray, and CD-RW sputtering system ► 9 sputtering chambers, 9 relaxation chambers, and 1 load-lock ► Very high layer uniformity ► Low disk temperature ► Disk rotates during the deposition for minimum layer's roughness ► All-in-one plug & play system http://www.pfeiffer-vacuum.net/ Vakuová fyzika 2 36 / 39 Bariérová vrstva při výrobě plastových lahví PET • transparentní bariérová vrstva SiOx • zlepšení vlastností plastů • zabránit pronikání plynů zejména O2 3 CO2 • PACVD - mikrovlnné plazma • kapacita ~ 10000 lahví za hodinu Povlakování je důležité pro • mikroelektroniku • automobilový průmysl • optické zařízení • medicínské aplikace • dekorace • solární panely • stavební průmysl Literatura R.V.Stuart: Vacuum Technology, thin films and sputtering, Academ press, 1983 L. Eckertova: Fyzika tenkých vrstev, SNTL, Praha, 1973 www.svc.org www.fzu.cz www.shm-cz.cz www. pfeif fer-vacu u m. net www.vakspol.cz en.wikipedia.org/wiki/main_page