Processen med at opvarme faste materialer i et højvakuummiljø for at sublimere eller fordampe og aflejre dem på et specifikt substrat for at opnå en tynd film er kendt som vakuumfordampningsbelægning (benævnt fordampningsbelægning).
Historien om fremstilling af tyndfilm ved vakuumfordampning kan spores tilbage til 1850'erne. I 1857 begyndte M. Farrar forsøget med vakuumbelægning ved at fordampe metaltråde i nitrogen for at danne tyndfilm. På grund af den daværende lavvakuumteknologi var fremstilling af tyndfilm på denne måde meget tidskrævende og upraktisk. Indtil 1930 blev der etableret et mekanisk pumpesystem med oliediffusionspumper. Vakuumteknologien udviklede sig hurtigt, hvilket gjorde fordampnings- og sputterbelægning til en praktisk teknologi.
Selvom vakuumfordampning er en gammel tyndfilmsaflejringsteknologi, er det den mest almindelige metode, der anvendes i laboratorie- og industriområder. Dens vigtigste fordele er enkel betjening, nem kontrol af aflejringsparametre og høj renhed af de resulterende film. Vakuumbelægningsprocessen kan opdeles i de følgende tre trin.
1) kildematerialet opvarmes og smeltes for at fordampe eller sublimere; 2) dampen fjernes fra kildematerialet for at fordampe eller sublimere.
2) Damp overføres fra kildematerialet til substratet.
3) Dampen kondenserer på substratoverfladen og danner en fast film.
Vakuumfordampning af tynde film er generelt polykrystallinske film eller amorfe film. Vækst fra film til ø er dominerende gennem kimdannelse og filmdannelse i de to processer. Fordampede atomer (eller molekyler), der kolliderer med substratet, hvilket delvist skaber permanent binding til substratet, delvist adsorption og derefter fordampning fra substratet, og delvist reflekteres direkte tilbage fra substratoverfladen. Adhæsionen af atomer (eller molekyler) til substratoverfladen på grund af termisk bevægelse kan bevæge sig langs overfladen, f.eks. ved berøring af andre atomer, der akkumuleres i klynger. Klynger forekommer mest sandsynligt, hvor stressen på substratoverfladen er høj, eller i krystalsubstratets solvatiseringstrin, fordi dette minimerer den frie energi i de adsorberede atomer. Dette er kimdannelsesprocessen. Yderligere aflejring af atomer (molekyler) resulterer i udvidelse af de ovennævnte ø-formede klynger (kerner), indtil de udvides til en kontinuerlig film. Derfor er strukturen og egenskaberne af vakuumfordampede polykrystallinske film tæt forbundet med fordampningshastigheden og substrattemperaturen. Generelt set, jo lavere substrattemperaturen er, desto højere er fordampningshastigheden, og desto finere og tættere er filmkornet.
– Denne artikel er udgivet afproducent af vakuumbelægningsmaskinerGuangdong Zhenhua
Opslagstidspunkt: 23. marts 2024