Что такое осаждение тонких пленок методом термического испарения?

Одним из распространенных методов физического осаждения из паровой фазы (PVD) является термическое испарение. Это форма тонкопленочного осаждения, представляющая собой вакуумную технологию нанесения покрытий. Поставщики вакуумных лакировальных машин испарения чистых материалов на поверхность различных предметов. Покрытия, также называемые пленками, обычно имеют толщину от ангстрема до микрона и могут состоять из одного материала или могут состоять из нескольких материалов в слоистой структуре.
Материалы, наносимые с помощью методов термического испарения, могут представлять собой чистые атомарные элементы, включая как металлы, так и неметаллы, или могут представлять собой молекулы, такие как оксиды и нитриды. Объект, на который нужно нанести покрытие, называется подложкой и может представлять собой любой из множества объектов, таких как: полупроводниковые пластины, солнечные элементы, оптические компоненты и многое другое.

Термическое испарение заключается в нагревании твердого материала внутри камеры высокого вакуума до температуры, при которой создается некоторое давление пара. Внутри вакуума даже относительно низкого давления пара достаточно, чтобы поднять облако пара внутри камеры. Этот испаренный материал теперь представляет собой поток пара, который пересекает камеру и попадает на подложку, прилипая к ней в виде покрытия или пленки.
Поскольку в большинстве случаев термического испарения материал нагревается до точки плавления и является жидким, он обычно находится на дне камеры, часто в каком-либо вертикальном тигле. Затем пар поднимается над этим нижним источником, а подложки удерживаются перевернутыми в соответствующих приспособлениях в верхней части камеры. Поверхности, предназначенные для покрытия, таким образом, обращены вниз к нагретому исходному материалу для получения покрытия.
Возможно, потребуется принять меры для обеспечения адгезии пленки, а также для контроля различных свойств пленки по желанию. К счастью, конструкция и методы системы термического испарения позволяют регулировать ряд параметров, чтобы инженеры-технологи могли достигать желаемых результатов для таких переменных, как толщина, однородность, адгезионная прочность, напряжение, зернистая структура, оптические или электрические свойства и т. д. .
Существует два основных способа нагрева исходного материала. Один из методов, часто называемый испарением накала, представляет собой простой электрический резистивный нагревательный элемент или нить накала. Существует множество различных физических конфигураций этих резистивных испарительных нитей, в том числе многие из них известны как «лодочки» - по существу тонкие куски листового металла из подходящих высокотемпературных металлов (таких как вольфрам) со сформированными углублениями или желобами, в которые помещается материал. Источник накала обеспечивает безопасное низкое напряжение, хотя требуется очень большой ток, обычно несколько сотен ампер.