Ohutkalvopii -pinnoitusmenetelmiä on kymmeniä, mutta ne voidaan yleensä jakaa kolmeen luokkaan. On olemassa kemiallisia reaktiokerrostumisprosesseja, kuten kemiallinen höyrysaostus, molekyylisäteen epitaksia ja sähköinen saostuminen. Fysikaalinen höyrysaostuminen on saostumisprosessi, jossa tapahtuu vain fyysinen reaktio. On myös hybridiprosesseja, joissa käytetään sekä fysikaalisia että kemiallisia keinoja, mukaan lukien sputterisaostus ja kaasu- tai hehkupurkausmenetelmät.
Fyysinen höyrysaostuminen liittyy erilaisiin käytettyihin ruiskutustekniikoihin, ja siihen kuuluu materiaalin haihduttaminen lähteestä ja siirtäminen ohutkalvopiikerroksina kohdesubstraatille. Lähdemateriaali haihdutetaan tyhjiökammiossa aiheuttaen hiukkasten tasaisen leviämisen ja päällystämisen kaikissa kammion pinnoissa. Kaksi fyysistä höyrysaostusmenetelmää käyttävät tätä varten elektronisäteitä tai e-säteitä lähdemateriaalin lämmittämiseksi ja haihduttamiseksi tai resistiivinen haihdutus käyttämällä suurta sähkövirtaa. Ruiskutuskerroin käyttää osittaista tyhjiötä, joka on ladattu inertillä, mutta ionisoidulla kaasulla, kuten argonilla, ja varautuneet ionit vetävät puoleensa käytetyistä kohdemateriaaleista, jotka hajottavat atomit, jotka sitten laskeutuvat alustalle ohutkalvopii. On olemassa monia erilaisia sputterointityyppejä, mukaan lukien reaktiivinen ioni-, magnetroni- ja klusterisäteilyn sputterointi, jotka ovat kaikki muunnelmia siitä, miten lähdemateriaalin ionipommitus tehdään.
Kemiallinen höyrysaostus on yksi yleisimmistä ohutkalvopii: n valmistusmenetelmistä, ja se on tarkempi kuin fysikaaliset menetelmät. Reaktori on täynnä erilaisia kaasuja, jotka vuorovaikutuksessa keskenään tuottavat kiinteitä sivutuotteita, jotka tiivistyvät reaktorin kaikille pinnoille. Tällä tavalla valmistetulla ohutkalvopiillä voi olla erittäin yhtenäiset ominaisuudet ja erittäin korkea puhtaus, mikä tekee tästä menetelmästä hyödyllisen puolijohdeteollisuudelle sekä optisten pinnoitteiden valmistuksessa. Haittapuolena on, että tämäntyyppiset kerrostusmenetelmät voivat olla suhteellisen hitaita, vaativat usein reaktorikammioita, jotka toimivat jopa 2,012 1,100 celsiusasteen lämpötiloissa, ja käyttävät erittäin myrkyllisiä kaasuja, kuten silaania.
Jokainen kymmenistä erilaisista kerrostusprosesseista on otettava huomioon ohutkalvopiiä valmistettaessa, koska jokaisella on omat ainutlaatuiset edut, kustannukset ja riskit. Varhaiset reaktiiviset ionikammiot ripustettiin laboratorion lattialle niiden eristämiseksi, koska ne oli ladattava 50,000 volttiin ja voivat aiheuttaa oikosulun tietokonelaitteille, vaikka ne olisivat vain lähellä olevaa betonia. Laboratoriotyöntekijät tunsivat puhekielessä “Jeesus tarttuu” 248-tuumaisiin kupariputkiin, jotka kulkivat näiltä reaktoreilta kallioperään valmistuslattian alapuolella. hän tai hän. Väriaineherkistettyjen aurinkokennojen kaltaiset tuotteet tarjoavat uuden, vähemmän vaarallisen ja halvemman lähestymistavan ohutkalvojen valmistukseen, koska ne eivät vaadi tarkkoja piipuolijohdesubstraatteja, ja niitä voidaan valmistaa paljon alhaisemmissa lämpötiloissa, noin 120 ° Fahrenheit (XNUMX °) Celsius).