O que é Co-Sputtering e Co-Evaporação?

Sputtering e evaporação térmica são dois dos PVD de deposição física de vapor comuns Fabricantes de sistemas de revestimento PVD na China Técnicas de processo de revestimento de filme fino. Realizados em um ambiente de alto vácuo, esses métodos estão no centro das indústrias de semicondutores, óptica, fotônica, implantes médicos, automobilística e aeronáutica de alto desempenho.

“Co” significa mútuo, comum – mais de um. Co-Sputtering e Co-Evaporação significam mais de um material de revestimento sendo aplicado a um substrato que permite a criação de uma ampla gama de novas e notáveis ​​composições e ligas com qualidades únicas e surpreendentes, impossíveis de serem alcançadas sem esta tecnologia de película fina em rápida expansão.
Co-Sputtering é onde dois ou mais materiais alvo (ou “fonte”) são pulverizados, ao mesmo tempo ou em sequência na câmara de vácuo, e é frequentemente usado com Sputtering Magnetron Reativo para produzir filmes finos que são combinatórios, como ligas metálicas ou composições não metálicas, como cerâmica.

É amplamente utilizado nas indústrias de vidro óptico e arquitetônico. Ao utilizar Co-Sputtering Reativo de dois materiais alvo, como Silício e Titânio, com Sputtering Magnetron duplo, o índice de refração ou efeito de sombreamento do vidro pode ser controlado com cuidado e precisão em aplicações que vão desde superfícies de grande escala, como vidro arquitetônico, até óculos de sol. Também é amplamente utilizado na produção de painéis solares e displays. As aplicações para co-sputtering continuam a crescer a cada dia.

A Co-Sputtering utiliza mais de um cátodo (normalmente dois ou três) na câmara de processo onde a potência de cada cátodo pode ser controlada independentemente. Isso pode significar ter vários cátodos do mesmo material alvo operando ao mesmo tempo para aumentar as taxas de deposição, ou também pode significar combinar diferentes tipos de materiais alvo na câmara de processo para criar composições e propriedades únicas em filmes finos.

Alvos de silício que são pulverizados em um plasma contendo oxigênio à medida que o gás reativo forma SiO2 que tem um índice de refração de 1,5. O titânio pulverizado no plasma com oxigênio forma TiO2 com um índice de reflexão de 2,4. Ao co-pulverizar esses dois materiais de revestimento alvo e variar a potência de cada um desses magnetrons duplos, o índice de refração preciso do revestimento pode ser personalizado e depositado no vidro para qualquer índice de refração desejado entre 1,5 e 2,5.

Desta forma, a Co-Sputtering Reativa permitiu a criação de revestimentos de película fina em vidro e outros materiais com índices de refração personalizáveis ​​ou graduados - incluindo até mesmo revestimentos que alteram as características reflexivas do vidro arquitetônico à medida que o sol fica mais forte ou mais fraco.
A Co-Evaporação é um processo de evaporação térmica que pode ter vantagens ou desvantagens em comparação com a Co-Sputtering, dependendo da aplicação específica, que é melhor compreendida definindo as diferenças fundamentais entre os processos de evaporação e pulverização catódica de revestimento PVD.

Com a Co-Evaporação, os materiais de revestimento são aquecidos em uma câmara de alto vácuo até começarem a evaporar ou sublimar. Isto é conseguido aquecendo e evaporando o material de origem a partir de um barco de filamento resistivo/cesta de arame ou de um cadinho usando um feixe de elétrons. Para alcançar um alto grau de uniformidade com filmes finos evaporados termicamente, o substrato a ser revestido é frequentemente manipulado girando-o em um ou dois eixos dentro da câmara de deposição.

As aplicações comuns de filmes finos de co-evaporação são com revestimentos metalizados em plásticos, vidro ou outro material de substrato que forneça um alto grau de opacidade e refletividade, espelhos telescópicos e painéis solares.

Painéis solares baseados em Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) alcançaram o maior recorde de eficiência entre as células solares de película fina, com uma eficiência recorde de mais de 20%. A chave para este sucesso é o processo de co-evaporação de 3 estágios que resulta em um gradiente duplo de Ga profundo com uma concentração aumentada de Ga nas superfícies frontal e posterior da deposição de filme fino. Esses são os tipos de eficiências estequiométricas que os processos de coevaporação estão proporcionando no mundo real, criando um mundo mais verde, mais limpo e com maior eficiência energética que está se expandindo rapidamente para o futuro.