Che cos'è il co-sputtering e la co-evaporazione?

Lo sputtering e l'evaporazione termica sono due dei PVD di deposizione fisica da vapore più comuni Cina Produttori di sistemi di rivestimento PVD Tecniche di processo di rivestimento a film sottile. Eseguiti in un ambiente ad alto vuoto, questi metodi sono al centro dell'industria dei semiconduttori, dell'ottica, della fotonica, degli impianti medici, dell'auto e dell'aeronautica ad alte prestazioni.

"Co" significa reciproco, comune - più di uno. Co-sputtering e co-evaporazione significa che più di un materiale di rivestimento viene applicato a un substrato che consente la creazione di un'ampia gamma di nuove e straordinarie composizioni e leghe con qualità uniche e sorprendenti non possibili senza questa tecnologia a film sottile in rapida espansione.
Il co-sputtering è il punto in cui due o più materiali target (o "sorgente") vengono spruzzati, contemporaneamente o in sequenza nella camera a vuoto, e viene spesso utilizzato con lo sputtering reattivo del magnetron per produrre film sottili combinatori come leghe metalliche o composizioni non metalliche come la ceramica.

È ampiamente utilizzato nelle industrie del vetro ottico e architettonico. Utilizzando il co-sputtering reattivo di due materiali target come silicio e titanio con doppio magnetron sputtering, l'indice di rifrazione o l'effetto di ombreggiatura del vetro può essere controllato in modo accurato e preciso su applicazioni che vanno dalle superfici su larga scala, come il vetro architettonico, agli occhiali da sole. È anche ampiamente utilizzato nella produzione di pannelli solari e display. Le applicazioni per il co-sputtering continuano a crescere ogni giorno.

Il co-sputtering utilizza più di un catodo (tipicamente due o tre) nella camera di processo in cui l'alimentazione a ciascun catodo può essere controllata in modo indipendente. Può significare sia avere più catodi dello stesso materiale target che operano contemporaneamente per aumentare le velocità di deposizione, oppure può anche significare combinare diversi tipi di materiali target nella camera di processo per creare composizioni e proprietà uniche in film sottili.

Bersagli di silicio che vengono spruzzati in un plasma contenente ossigeno poiché il gas reattivo forma SiO2 che ha un indice di rifrazione di 1,5. Il titanio spruzzato nel plasma con ossigeno forma TiO2 con un indice riflettente di 2,4. Co-sputtering questi due materiali di rivestimento target e variando la potenza a ciascuno di questi doppi magnetron, l'indice di rifrazione preciso del rivestimento può essere personalizzato e depositato sul vetro a qualsiasi indice di rifrazione desiderato tra 1,5 e 2,5.

In questo modo, Reactive Co-Sputtering ha consentito la creazione di rivestimenti a film sottile su vetro e altri materiali con indici di rifrazione personalizzabili o graduati, inclusi anche rivestimenti che modificano le caratteristiche riflettenti del vetro architettonico man mano che il sole diventa più forte o più debole.
La co-evaporazione è un processo di evaporazione termica che può presentare vantaggi o svantaggi rispetto al co-sputtering, a seconda dell'applicazione specifica, che è meglio compreso definendo le differenze fondamentali tra i processi di evaporazione e sputtering PVD coating.

Con la co-evaporazione, i materiali di rivestimento vengono riscaldati in una camera ad alto vuoto fino a quando non iniziano a evaporare o sublimare. Ciò si ottiene riscaldando ed evaporando il materiale sorgente da una barca a filamento resistivo/cestello di filo o da un crogiolo utilizzando un raggio di elettroni. Per ottenere un elevato grado di uniformità con film sottili evaporati termicamente, il substrato da rivestire viene spesso manipolato ruotandolo su uno o due assi all'interno della camera di deposizione.

Le applicazioni comuni dei film sottili di co-evaporazione sono con rivestimenti metallizzati su plastica, vetro o altri substrati che forniscono un alto grado di opacità e riflettività, specchi per telescopi e pannelli solari.

I pannelli solari basati su Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) hanno raggiunto le efficienze record più alte tra le celle solari a film sottile con un'efficienza record di oltre il 20%. La chiave di questo successo è il processo di co-evaporazione a 3 stadi che si traduce in un doppio gradiente di Ga in profondità con una maggiore concentrazione di Ga che porta sia dalla superficie anteriore che da quella posteriore della deposizione del film sottile. Questo è il tipo di efficienza stechiometrica che i processi di co-evaporazione stanno offrendo nel mondo reale creando un mondo più verde, più pulito, più efficiente dal punto di vista energetico che si sta rapidamente espandendo nel futuro.