Čo je nanášanie tenkého filmu tepelným odparovaním?

Jednou z bežných metód fyzikálnej depozície z pár (PVD) je tepelné odparovanie. Ide o formu nanášania tenkých vrstiev, čo je vákuová technológia nanášania náterov Dodávatelia odparovacích vákuových nanášacích strojov čistých materiálov na povrch rôznych predmetov. Povlaky, tiež nazývané filmy, majú zvyčajne hrúbku v rozsahu angstromov až mikrónov a môžu byť z jedného materiálu alebo z viacerých materiálov vo vrstvenej štruktúre.
Materiály, ktoré sa majú aplikovať technikami tepelného odparovania, môžu byť čisté atómové prvky vrátane kovov aj nekovov, alebo to môžu byť molekuly, ako sú oxidy a nitridy. Predmet, ktorý má byť potiahnutý, sa označuje ako substrát a môže ním byť čokoľvek zo širokej škály vecí, ako sú: polovodičové doštičky, solárne články, optické komponenty alebo mnoho iných možností.

Tepelné odparovanie zahŕňa zahriatie pevného materiálu vo vysoko vákuovej komore, pričom sa dostane na teplotu, ktorá vytvára určitý tlak pár. Vo vnútri vákua stačí aj relatívne nízky tlak pary na to, aby sa vo vnútri komory zdvihol oblak pary. Tento odparený materiál teraz tvorí prúd pary, ktorý prechádza komorou a naráža na substrát, pričom sa k nemu prilepí ako povlak alebo film.
Pretože vo väčšine prípadov procesov tepelného odparovania sa materiál zahreje na teplotu topenia a je tekutý, je zvyčajne umiestnený na dne komory, často v nejakom zvislom tégliku. Para potom stúpa nad tento spodný zdroj a substráty sú držané prevrátené vo vhodných upínadlách v hornej časti komory. Povrchy, ktoré majú byť potiahnuté, sú teda obrátené nadol k ohrievanému zdrojovému materiálu, aby prijali svoj povlak.
Možno bude potrebné vykonať kroky na zabezpečenie priľnavosti filmu, ako aj na riadenie rôznych vlastností filmu podľa potreby. Našťastie návrh systému a metódy tepelného odparovania umožňuje nastaviteľnosť množstva parametrov, aby procesní inžinieri mohli dosiahnuť požadované výsledky pre také premenné, ako je hrúbka, rovnomernosť, sila priľnavosti, napätie, štruktúra zŕn, optické alebo elektrické vlastnosti atď. .
Existujú dva hlavné spôsoby ohrevu zdrojového materiálu. Jedna metóda, často označovaná ako odparovanie vlákna, je jednoduchý elektrický odporový tepelný prvok alebo vlákno. Existuje mnoho rôznych fyzikálnych konfigurácií týchto odporových odparovacích vlákien, vrátane mnohých známych ako "člny" - v podstate tenké plechové kusy vhodných vysokoteplotných kovov (ako je volfrám) s vytvorenými priehlbinami alebo žliabkami, do ktorých je materiál umiestnený. Vláknový zdroj ponúka bezpečnosť nízkeho napätia, hoci je potrebný veľmi vysoký prúd, zvyčajne niekoľko stoviek ampérov.