kalvonmuodostusmenetelmiä

Kalvonmuodostusmenetelmiä ovat erilaisia teknologioita ja prosesseja, joilla ohut kalvo luodaan substraatin pinnalle. Nämä menetelmät jaetaan yleensä kahteen pääkategoriaan: fysikaalisiin ja kemiallisiin prosesseihin.

Fysikaaliset höyrypinnoitusmenetelmät (PVD) perustuvat aineen fysikaaliseen siirtymiseen höyryfaasiin ja sen kerääntymiseen substraatin pinnalle. Tähän kuuluvat esimerkiksi tyhjiöhaihdutus, jossa materiaali höyrystetään tyhjiössä ja tiivistyy pinnalle, sekä sputterointi, jossa ionisuihku irrottaa materiaalia kohdeaineesta ja siirtää sen substraatille. Myös ionipinnoitus on PVD-menetelmä, jossa höyrystyneet atomit ionisoidaan ja kiihdytetään kohti substraattia, mikä parantaa kalvon tarttuvuutta ja tiiviyttä.

Kemialliset höyrypinnoitusmenetelmät (CVD) puolestaan hyödyntävät kemiallisia reaktioita kaasufaasissa substraatin pinnalla. Yleisin CVD-menetelmä on terminen CVD, jossa edeltäjäkaasut reagoivat korkeassa lämpötilassa muodostaen kiinteän kalvon. Plasman avustama CVD (PACVD) käyttää plasmaa kemiallisten reaktioiden nopeuttamiseksi matalammissa lämpötiloissa. Muita CVD-variantteja ovat esimerkiksi metallo-orgaaninen CVD (MOCVD) ja atomikerroskasvatus (ALD), joilla saavutetaan erittäin tarkka kalvon paksuus ja koostumus.

Näiden päämenetelmien lisäksi on olemassa myös muita tekniikoita, kuten liuospohjaiset menetelmät, joissa kalvo muodostuu liuoksesta haihtumisen tai kemiallisen reaktion kautta. Kalvonmuodostusmenetelmän valinta riippuu monista tekijöistä, kuten halutusta kalvomateriaalista, substraatin ominaisuuksista, kalvon paksuudesta ja rakenteesta sekä taloudellisista seikoista. Menetelmät mahdollistavat erilaisten materiaalien, kuten metallien, puolijohteiden, oksidien ja nitridien, pinnoittamisen monenlaisiin sovelluksiin elektroniikasta optiikkaan ja mekaanisiin pinnoitteisiin.