สถานการณ์การประยุกต์ใช้การเคลือบสารกึ่งตัวนำสุญญากาศในปัจจุบัน

อย่างที่เราทราบกันดี นิยามของสารกึ่งตัวนำคือ สารที่มีค่าการนำไฟฟ้าอยู่ระหว่างตัวนำแห้งและฉนวน และค่าความต้านทานอยู่ระหว่างโลหะและฉนวน ซึ่งโดยทั่วไปที่อุณหภูมิห้องจะอยู่ในช่วง 1 มิลลิโอห์ม-เซนติเมตร ถึง 1 กิกะโอห์ม-เซนติเมตร ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การเคลือบสารกึ่งตัวนำแบบสุญญากาศมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในบริษัทผู้ผลิตสารกึ่งตัวนำรายใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานวิจัยด้านเทคโนโลยีการพัฒนาวงจรระบบรวมขนาดใหญ่ (IoT) สำหรับอุปกรณ์แปลงพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า อุปกรณ์เปล่งแสง และงานพัฒนาอื่นๆ การเคลือบสารกึ่งตัวนำแบบสุญญากาศมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง

สารกึ่งตัวนำมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันไปตามคุณสมบัติภายใน อุณหภูมิ และความเข้มข้นของสิ่งเจือปน วัสดุเคลือบสารกึ่งตัวนำสุญญากาศนั้นแตกต่างกันโดยส่วนใหญ่ตามส่วนประกอบของสารประกอบ โดยส่วนใหญ่แล้วจะใช้โบรอน คาร์บอน ซิลิคอน เจอร์มาเนียม อาร์เซนิก แอนติมอนี เทลลูเรียม ไอโอดีน เป็นต้น และบางชนิดใช้ GaP, GaAs, InSb เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีสารกึ่งตัวนำออกไซด์บางชนิด เช่น FeO, Fe₂O₃, MnO, Cr₂O₃, Cu₂O เป็นต้น

การระเหยในสุญญากาศ การเคลือบแบบสปัตเตอร์ การเคลือบด้วยไอออน และอุปกรณ์อื่นๆ สามารถใช้ในการเคลือบสารกึ่งตัวนำในสุญญากาศได้ อุปกรณ์การเคลือบเหล่านี้มีหลักการทำงานที่แตกต่างกัน แต่ทั้งหมดทำให้วัสดุเคลือบสารกึ่งตัวนำถูกตกตะกอนลงบนพื้นผิวของวัสดุรองรับ โดยวัสดุรองรับนั้นไม่มีข้อกำหนดตายตัว อาจเป็นสารกึ่งตัวนำหรือไม่ก็ได้ นอกจากนี้ ยังสามารถเตรียมการเคลือบที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางแสงที่แตกต่างกันได้โดยทั้งการแพร่กระจายของสิ่งเจือปนและการฝังไอออนบนพื้นผิวของวัสดุรองรับสารกึ่งตัวนำในระดับหนึ่ง ชั้นบางๆ ที่ได้นั้นสามารถนำไปแปรรูปเป็นสารเคลือบสารกึ่งตัวนำได้โดยทั่วไป

การเคลือบสารกึ่งตัวนำด้วยระบบสุญญากาศเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์แอคทีฟหรือพาสซีฟ ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการเคลือบสารกึ่งตัวนำด้วยระบบสุญญากาศ ทำให้สามารถควบคุมประสิทธิภาพของฟิล์มได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การเคลือบแบบอสัณฐานและการเคลือบแบบผลึกหลายเหลี่ยมได้ก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในการผลิตอุปกรณ์นำไฟฟ้าด้วยแสง หลอดสนามแม่เหล็กเคลือบ และเซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูง นอกจากนี้ เนื่องจากการพัฒนาการเคลือบสารกึ่งตัวนำแบบสุญญากาศและฟิล์มบางของเซ็นเซอร์ ซึ่งช่วยลดความยากลำบากในการเลือกวัสดุและทำให้กระบวนการผลิตง่ายขึ้นอย่างมาก อุปกรณ์การเคลือบสารกึ่งตัวนำแบบสุญญากาศจึงกลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานด้านสารกึ่งตัวนำ อุปกรณ์นี้ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการเคลือบสารกึ่งตัวนำของอุปกรณ์กล้อง เซลล์แสงอาทิตย์ ทรานซิสเตอร์เคลือบ การปล่อยสนามแม่เหล็ก หลอดแคโทด การปล่อยอิเล็กตรอน องค์ประกอบตรวจจับฟิล์มบาง เป็นต้น

สายการเคลือบแบบแมกเนตรอนสปัตเตอร์ริ่งได้รับการออกแบบด้วยระบบควบคุมอัตโนมัติเต็มรูปแบบ พร้อมอินเทอร์เฟซผู้ใช้แบบหน้าจอสัมผัสที่สะดวกและใช้งานง่าย สายการผลิตนี้ได้รับการออกแบบด้วยเมนูฟังก์ชันที่ครบครัน เพื่อให้สามารถตรวจสอบสถานะการทำงานของส่วนประกอบทั้งหมดในสายการผลิต การตั้งค่าพารามิเตอร์กระบวนการ การป้องกันการทำงาน และฟังก์ชันการแจ้งเตือนได้อย่างครบถ้วน ระบบควบคุมไฟฟ้าทั้งหมดมีความปลอดภัย เชื่อถือได้ และเสถียร สามารถติดตั้งเป้าหมายแมกเนตรอนสปัตเตอร์ริ่งแบบสองด้านบนและล่าง หรือระบบการเคลือบแบบด้านเดียวได้

อุปกรณ์นี้ส่วนใหญ่ใช้กับแผงวงจรเซรามิก ตัวเก็บประจุแรงดันสูงแบบชิป และการเคลือบพื้นผิวอื่นๆ โดยพื้นที่ใช้งานหลักคือแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์