Bir substrat üzerine film ve kaplama depozisyon (birikim,
çökelti), bir substratın soğuk veya ısınmış bir yüzeyi üzerinde, buhar (gaz
fazı), plazma veya bir kolloid çözeltisinden çöktürülerek filmler veya
çökeltiler oluşturulmasıyla sürekli malzeme tabakaları üretmek için uygulanan
bir tekniktir.
Filmlerin kimyasal buhar depozisyonu (CVD), hidrojen ve azot
atmosferi (veya hidrojen ve hidrokarbonlar) içinde metal klorürlerin, yüksek
sıcaklıkta buhar reaksiyonlarına dayanır. Filmlerin CVD'leri 1200 K ile 1400 K
sıcaklık aralığında gerçekleşir. Lazerler kullanarak, bu sıcaklık 600-900 K'ye
düşürülebilir, bu da nanoyapılı filmler üretmeye yardımcı olur. Kimyasal buhar
depozisyon prosesi, yüksek buhar basıncı ile tetradimetil (etil) amidler M[N(CH3)2]4
ve M[N(C2H5)2]4 gibi metal-organik öncülleri
gerektirir; öncülün ayrışması ve bir reaktif gazın (N2, NH3)
aktivasyonu, elektron siklotron rezonans kullanılarak gerçekleştirilir.
Fiziksel buhar depozisyon (PVD) 10-2-10-3
Pa arasındaki bir basınç altında vakum odalarında, bir hedefin ısıtılması,
buharlaşması veya püskürtülmesi ile üretilen malzeme buharlarının bir substrat
üzerinde yoğunlaşması (kondensasyon) ile gerçekleştirilir. Buharlaştırılan bir
malzemenin buharları yaklaşık 1 Pa basınç oluşturabilir. Hedef, katot veya
magnetron püskürtme ve indüksiyon, lazer veya elektron demet buharlaştırması
gibi farklı pozlandırmalara maruz kalabilir. Fiziksel buhar depozisyonun
anahtar parametreleri arasında substrat sıcaklığı (kondensasyon sıcaklığı),
kondensasyon oranı, vakum şiddeti ve buharlaştırma metodu (püskürtme) bulunur.
Metal katotları içeren plazma-güçlendirilmiş depozisyon
prosesinde, ark deşarjını korumak için reaktif harekete geçirme ortamı (~ 0.1
Pa basınç altında azot veya hidrokarbonlar ile karıştırılmış argon) kullanılır;
filmler 500-800 K'a ısıtılmış bir substrat üzerine çöktürülür; filmin
sürekliliği ve kalınlığı ile filmdeki kristallerin boyutu, gaz basıncı ve ark
deşarj parametrelerinin ayarlanmasıyla kontrol edilir. Bir substrat üzerine
kolloid çözeltilerden filmlerin depozisyonu, bir çözeltinin hazırlanması,
depozisyon prosesi, kurutma ve tavlama işlemlerini kapsar.
Oksitlerin ve kalgonitlerin nanopartiküllerinin depozisyonu,
ZnO, SnO2, TiO2, CdS, PbS yarıiletken filmler üretmek
için kullanılır. Farklı yarıiletken malzemelerin nanopartiküllerini içeren
nanoyapılı filmler ko-depozisyon ile üretilir.
Metallerden kaplamaların ve filmlerin pulslu-elektrot
pozisyonu, birikmiş (depozit) bir elementin iyonlarını içeren bir çözeltinin
elektrolizi ile elde edilir. Bir substrat üzerinde biriken metal tabakası ve
çözeltiye batırılmış bir elektrod arasında zamanla değişen (pulslu) bir
potansiyel düşüşü yaratılır. Tanelerin (grain) boyutu ve filmlerin kimyasal
bileşimi, puls modu, çözeltiye organik katkı maddeleri ilave edilmesi veya
çözeltinin ve substratın sıcaklığının ayarlanması gibi parametrelerinin
değiştirilmesi ile kontrol edilebilir.
