İnce Film Biriktirme

İnce film, bir nanometreden az (tek tabaka) veya birkaç mikrometre kalınlığa kadar değişen bir malzeme tabakasıdır. Yarı iletken teknolojilerinde, temiz odalarda kullanılan ince film biriktirme işlemleri ile belirli malzemeler alttaşlara kontrollü bir şekilde kaplanır. İnce film biriktirme yöntemleri şu ana başlıklar altında incelenebilir:

Fiziksel Buhar Biriktirme (Physical Vapor Deposition - PVD):
Evaporation (Buharlaştırma): Bu yöntemde, bir katot üzerinde bulunan malzeme, genellikle dirençle ısıtılarak buharlaştırılır. Buharlaşan malzeme, substrat yüzeyine çarparak bir ince film oluşturur. Bu yöntem, metalik filmlerin üretilmesinde sıkça kullanılır. Sputtering (Katodik Buhar Biriktirme): Katodik buhar biriktirme, malzemenin bir katot yüzeyinden iyon bombardımanı ile çıkarılmasını içerir. Bu çıkan malzeme, substrat üzerine çarpar ve ince bir film oluşturur. Bu yöntem, metalik ve dielektrik filmlerin yanı sıra bileşenlerin yüzey kaplamasında da kullanılır.
Kimyasal Buhar Biriktirme (Chemical Vapor Deposition - CVD):
CVD, gaz halindeki kimyasalların bir substrat yüzeyine taşınarak kimyasal reaksiyona girmesi prensibine dayanır. Reaksiyon sonucunda bir katı film oluşur. Bu yöntem, özellikle silikon bazlı malzemelerin ve bileşenlerin üretiminde kullanılır. LPCVD (Düşük Basınçlı CVD) ve PECVD (Plazma Destekli CVD) gibi alt türleri bulunmaktadır.
Sıvı Faz Biriktirme (Spin Coating):
Bu yöntemde, çözelti içinde bulunan malzeme, yarı iletken yüzeyine uygulanır. Daha sonra, yüzey döndürülerek çözelti homojen bir şekilde yayılır. Spin kaplamanın avantajı, düşük maliyet ve basit uygulama sürecidir. Ancak, film kalınlığının kontrolü bazen zordur.
Atomik Katman Biriktirme (Atomic Layer Deposition - ALD):
ALD, malzeme tabakalarının sırayla atomik düzeyde biriktirildiği bir süreçtir. Bu, her bir tabakanın tek bir atom veya molekül kalınlığında olmasını sağlar. Bu, yüksek hassasiyet ve kontrol gerektiren uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Ayrıca kristal yapıların alttaşlara atomik düzeyde düzenli bir şekilde büyütülmesi için epitaksiyel yöntemler kullanılır. Moleküler Işın Epitaksi (Molecular Beam Epitaxy - MBE) ve Metalorganik Kimyasal Buhar Biriktirme (Metalorganic Chemical Vapor Deposition - MOCVD) yöntemleri yaygın kullanılanlarıdır. MBE, vakum altında çalışan bir epitaksi yöntemidir. Yarı iletken yüzey üzerine malzeme atomlarını bir moleküler ışın kullanarak biriktirir. Işınlar, hücrelerdeki farklı atomları alttaş üzerine spesifik bir düzen içinde yerleştirmek için kontrol edilir. Bu yöntem, atomik düzeyde kontrol ve ince film büyümesinde yüksek hassasiyet sağlar. MOCVD, metalorganik bileşiklerin kullanıldığı bir epitaksi yöntemidir. Genellikle yarı iletken malzemelerin büyümesinde, özellikle yüksek ışık emisyon özellikleri gerektiren optoeletronik uygulamalarda kullanılır.