Depositionsteknik

Depositionsteknik är ett område inom materialvetenskap och teknik som studerar hur tunna filmer eller beläggningar läggs på ett underlag. Tunna skikt används för skydd, funktion eller estetik och kan vara bara några få nanometer till mikrometer tjocka. Inom depositionstekniken dominerar två huvudgrupper: fysikaliska depositionstekniker (PVD) och kemiska depositionstekniker (CVD). Även elektrochemisk deposition ingår ofta i området.

PVD-tekniker innebär att material avdunstas eller sputtras i vakuum och sedan kondenseras som en film på substratet. Vanliga metoder är avdunstning och sputterdeposition. Fördelar inkluderar hög renhet, bra kontroll av kristallstruktur och vidhäftning till underlaget. Viktiga parametrar är vakuumnivå, temperatur, materialflöde och depositionstakt.

CVD bygger filmen genom kemiska reaktioner mellan gasformiga precursors vid substratet. Det ger ofta mycket god konformitet och kan täcka komplexa geometrier. Vanliga material är oxider, nitrider och kiselbaserade skikt. Varianten PECVD (plasmaförstärkt deposition) och ALD (atomic layer deposition) gör att man kan få tunna, mycket exakta skikt.

Elektroplätering används för metalliska skikt från elektrolyter genom elektrisk ström. Denna metod är kostnadseffektiv för tjockare beläggningar och enkel att anpassa för olika geometriska detaljer. Viktiga faktorer är elektrolytens sammansättning, ström densities, temperatur och behandlingstid.

Användningsområden innefattar mikroelektronik, optik, slitstyrka och korrosionsskydd, samt medicinska och industriella beläggningar. Kvalitetsbedömning av depositioner fokuserar på tjocklek och tjockleksjämnhet, ytråhet, vidhäftning och intern spänning. Vanliga mätmetoder är ellipsometri, profilometri och mikroskopiska analyser för att bedöma filmens struktur och täckning.