Lắng đọng màng mỏng do bay hơi nhiệt là gì?

Một trong những phương pháp phổ biến của sự lắng đọng hơi vật lý (PVD) là bay hơi bằng nhiệt. Đây là một dạng lắng đọng màng mỏng, là một công nghệ chân không để áp dụng các lớp phủ Các nhà cung cấp máy sơn chân không bay hơi vật liệu tinh khiết lên bề mặt của các đối tượng khác nhau. Các lớp phủ, còn được gọi là màng, thường có độ dày từ angstrom đến micrômét và có thể là một vật liệu duy nhất hoặc có thể là nhiều vật liệu trong một cấu trúc phân lớp.
Các vật liệu được áp dụng với kỹ thuật Bay hơi bằng nhiệt có thể là các nguyên tố nguyên tử tinh khiết bao gồm cả kim loại và phi kim loại, hoặc có thể là các phân tử như oxit và nitrit. Vật thể được phủ được gọi là chất nền, và có thể là bất kỳ thứ gì trong số nhiều thứ khác nhau như: tấm bán dẫn, pin mặt trời, linh kiện quang học, hoặc nhiều khả năng khác.

Sự bay hơi nhiệt bao gồm việc đốt nóng một vật liệu rắn bên trong một buồng chân không cao, đưa nó đến nhiệt độ tạo ra một số áp suất hơi. Bên trong chân không, ngay cả một áp suất hơi tương đối thấp cũng đủ để làm tăng đám mây hơi bên trong buồng. Vật liệu bay hơi này bây giờ tạo thành một dòng hơi, đi qua khoang và chạm vào chất nền, dính vào nó như một lớp phủ hoặc màng.
Vì, trong hầu hết các trường hợp của quá trình Bốc hơi nhiệt, vật liệu được nung nóng đến điểm nóng chảy và ở dạng lỏng, nó thường nằm ở đáy buồng, thường nằm trong một số loại nồi nấu thẳng đứng. Sau đó, hơi bốc lên phía trên nguồn dưới cùng này và các chất nền được giữ ngược trong các thiết bị cố định thích hợp ở trên cùng của buồng. Do đó, các bề mặt dự định được phủ phải hướng xuống vật liệu nguồn được nung nóng để nhận lớp phủ của chúng.
Có thể phải thực hiện các bước để đảm bảo độ bám dính của màng, cũng như kiểm soát các đặc tính khác nhau của màng như mong muốn. May mắn thay, thiết kế và phương pháp hệ thống bốc hơi nhiệt có thể cho phép điều chỉnh một số thông số để cung cấp cho các kỹ sư quá trình khả năng đạt được kết quả mong muốn cho các biến như độ dày, tính đồng nhất, cường độ bám dính, ứng suất, cấu trúc hạt, tính chất quang học hoặc điện, v.v. .
Có hai phương tiện chính để làm nóng vật liệu nguồn. Một phương pháp, thường được gọi là Sự bay hơi của dây tóc, là một phần tử nhiệt điện trở đơn giản, hay còn gọi là dây tóc. Có rất nhiều cấu hình vật lý khác nhau của các sợi dây bay hơi điện trở này, bao gồm nhiều loại được gọi là "thuyền" - về cơ bản là các miếng kim loại tấm mỏng bằng kim loại có nhiệt độ cao thích hợp (như vonfram) với các vết lõm hoặc rãnh hình thành để đặt vật liệu vào. Nguồn dây tóc cung cấp sự an toàn của điện áp thấp, mặc dù yêu cầu dòng điện rất cao, thường là vài trăm ampe.