Existen docenas de métodos diferentes para la deposición de silicio de película delgada, pero generalmente se pueden dividir en tres categorías. Existen procesos de deposición de reacción química, como la deposición de vapor químico, la epitaxia de haz molecular y la electrodeposición. La deposición física de vapor es un proceso de deposición en el que tiene lugar una reacción física por sí sola. También hay procesos híbridos que utilizan medios físicos y químicos, que incluyen la deposición por pulverización catódica y los métodos de descarga de gas o incandescencia.
La deposición física de vapor está relacionada con la variedad de tecnologías de pulverización catódica utilizadas e implica la evaporación del material de una fuente y su transferencia en capas delgadas de silicio a un sustrato objetivo. El material de origen se evapora en una cámara de vacío, lo que hace que las partículas se dispersen por igual y cubran todas las superficies de la cámara. Los dos métodos que se utilizan para la deposición física de vapor son los haces de electrones, o haces de electrones, para calentar y evaporar el material fuente, o la evaporación resistiva utilizando alta corriente eléctrica. La deposición por pulverización utiliza un vacío parcial cargado con un gas inerte pero ionizado, como el argón, y los iones cargados se atraen a los materiales objetivo utilizados, que rompen los átomos que luego se depositan en el sustrato como una película delgada de silicio. Hay muchos tipos diferentes de pulverización catódica, incluida la pulverización catódica de iones reactivos, magnetrón y haz de racimo, que son variaciones de cómo se realiza el bombardeo iónico del material fuente.
La deposición de vapor químico es uno de los procesos más comunes utilizados para producir silicio de película delgada y es más preciso que los métodos físicos. Un reactor se llena con una variedad de gases, que interactúan entre sí para producir subproductos sólidos que se condensan en todas las superficies del reactor. El silicio de película fina producido de esta manera puede tener características extremadamente uniformes y una pureza muy alta, lo que hace que este método sea útil para la industria de los semiconductores así como para la producción de revestimientos ópticos. El inconveniente es que estos tipos de métodos de deposición pueden ser relativamente lentos, a menudo requieren cámaras de reactor que operan a temperaturas de hasta 2,012 ° Fahrenheit (1,100 ° Celsius) y utilizan gases muy tóxicos, como el silano.
Cada uno de las docenas de procesos de deposición diferentes debe tenerse en cuenta al fabricar silicio de película delgada, ya que cada uno tiene sus propias ventajas, costos y riesgos exclusivos. Las primeras cámaras de iones reactivos se suspendieron del piso del laboratorio para aislarlas, ya que tenían que cargarse a 50,000 voltios y podían provocar un cortocircuito en los equipos informáticos incluso si simplemente estaban sentados sobre concreto cerca. Los tubos de cobre de doce pulgadas de diámetro que iban desde estos reactores hasta el lecho de roca debajo del piso de fabricación, eran conocidos coloquialmente como «palos de Jesús» por los trabajadores del laboratorio, en referencia al hecho de que quien lo tocara estaría hablando con Jesús, ya que mataría. el o ella. Los productos como las células solares sensibilizadas con colorante ofrecen un enfoque nuevo, menos peligroso y menos costoso para la fabricación de películas delgadas, ya que no requieren sustratos semiconductores de silicio precisos y se pueden producir a temperaturas mucho más bajas de alrededor de 248 ° Fahrenheit (120 ° F). Celsius).