Adhesionkerrokset

Adhesionkerrokset ovat ohuita kerroksia, jotka sijoitetaan substraatin ja seuraavan kerroksen väliin parantamaan kiinnittymistä. Niiden tarkoituksena on edistää tarttumista, ehkäistä delaminoitumista sekä toimia diffuosion estoina tai pintajännitysten hallinnassa. Kerrokset voivat olla metallisia, keraamisia tai organo-metallisia, ja ne valitaan substraatin sekä pääkerroksen kemiallisen yhteensopivuuden perusteella.

Yleisimmät adheesiokerrosten materiaalit ovat titaani (Ti), kromi (Cr) sekä niiden nitridit kuten TiN ja CrN. Näitä käytetään usein substraatin ja seuraavan metallikerroksen välillä, esimerkiksi tukemaan kultaa, kuparia tai muita johtimia. Muita käyttöön liittyviä kerroksia ovat tantalumniittyiset kerrokset (TaN) sekä erilaiset oksidiset kerrokset, jotka voivat toimia sekä adheesina että diffuosiotukena. Kerroksen valinta riippuu käyttökohteesta, lämpötilasta ja kemiallisesta ympäristöstä.

Deposition-tekniikat, joilla adheesiokerrokset valmistetaan, ovat tyypillisesti PVD- eli fyysisen epäorgaanisen höyrystymisen menetelmät (sputtering, evaporointi) sekä kemialliset menetelmät kuten CVD ja ALD. Paksuudet ovat tyypillisesti nanometrin luokkaa, usein noin 1–20 nm adheesiokerrokselle, ja joskus paksulla diffuusionbaarilla tarkoituksella 5–100 nm riippuen sovelluksesta ja vaaditusta kestosta.

Sovelluksia on runsaasti: elektroniikassa ja puolijohteissa adheesiokerrokset parantavat metallisten johtimien, kuten kullan tai kuparin, kiinnittymistä alustaansa; ne voivat toimia myös suoja- tai diffuusionestoina. Lisäksi niitä käytetään aurinkokennoissa, OLED-näytöissä sekä bio- ja lääketieteellisissä sovelluksissa, missä tarttuminen ja kestävät rajapinnat ovat keskeisiä. Haasteina ovat lämpötilan Hallinta, stressi, diffuusiovaikutusten hallinta sekä pinnan puhtauden ja kemiallisen yhteensopivuuden varmistaminen.