Principo de vakua vaporiĝa tegaĵo
1. Ekipaĵo kaj fizika procezo de vakua vaporiĝa tegaĵo
La vakua vaporiga tegaĵa ekipaĵo konsistas ĉefe el vakua ĉambro kaj evakua sistemo. Ene de la vakua ĉambro estas vaporiga fonto (t.e., vaporiga hejtilo), substrato kaj substrata kadro, substrata hejtilo, ellasa sistemo, ktp.
La tegaĵa materialo estas metita en la vaporiĝfonton de la vakua ĉambro, kaj sub altaj vakuaj kondiĉoj, ĝi estas varmigita de la vaporiĝfonto por vaporiĝi. Kiam la averaĝa libera amplekso de la vapormolekuloj estas pli granda ol la lineara grandeco de la vakua ĉambro, post kiam la atomoj kaj molekuloj de la filmvaporo eskapas de la surfaco de la vaporiĝfonto, malofte estas malhelpitaj de la kolizio de aliaj molekuloj aŭ atomoj, kaj rekte atingas la surfacon de la tegota substrato. Pro la malalta temperaturo de la substrato, la filmvaporpartikloj kondensiĝas sur ĝi kaj formas filmon.
Por plibonigi la adheron de vaporiĝaj molekuloj kaj substrato, la substrato povas esti aktivigita per taŭga varmigo aŭ jona purigado. Vakua vaporiĝa tegaĵo trairas la jenajn fizikajn procezojn, de materiala vaporiĝo kaj transporto ĝis deponado en filmon.
(1) Uzante diversajn metodojn por konverti aliajn formojn de energio en varmenergion, la filmmaterialo estas varmigita por vaporiĝi aŭ sublimiĝi en gasajn partiklojn (atomojn, molekulojn aŭ atomajn aretojn) kun certa kvanto da energio (0,1 ĝis 0,3 eV).
(2) Gasaj partikloj forlasas la surfacon de la filmo kaj estas transportataj al la surfaco de la substrato kun certa moviĝrapido, esence sen kolizio, en rekta linio.
(3) La gasaj partikloj atingantaj la surfacon de la substrato kunfluas kaj nukleas, kaj poste kreskas en solidfazan filmon.
(4) Reorganizado aŭ kemia ligado de la atomoj kiuj konsistigas la filmon.
2. Vaporiĝa hejtado
(1) Vaporiĝo per rezistanco-hejtado
Rezista varmigo per vaporiĝo estas la plej simpla kaj plej ofte uzata hejta metodo, ĝenerale aplikebla al tegaĵmaterialoj kun fandopunkto sub 1500℃. Metaloj kun alta fandopunkto en drato aŭ folio (W, Mo, Ti, Ta, bora nitrido, ktp.) kutime estas faritaj en taŭgan formon de vaporiĝa fonto, ŝarĝitaj per vaporiĝaj materialoj, per la Ĵula varmo de elektra kurento por fandi, vaporiĝi aŭ sublimiĝi la tegaĵmaterialon. La formo de la vaporiĝa fonto ĉefe inkluzivas plurfadenajn spiralajn, U-formajn, sinusajn ondojn, maldikajn platojn, boatojn, konusajn korbojn, ktp. Samtempe, la metodo postulas, ke la vaporiĝa fonta materialo havu altan fandopunkton, malaltan saturiĝan vaporpremon, stabilajn kemiajn ecojn, ne havu kemian reakcion kun la tegaĵmaterialo je alta temperaturo, bonan varmoreziston, malgrandan ŝanĝon en potencdenseco, ktp. Ĝi uzas altan kurenton tra la vaporiĝa fonto por varmigi kaj vaporigi la filmmaterialon per rekta varmigo, aŭ meti la filmmaterialon en la krisolo faritan el grafito kaj certaj alttemperaturaj rezistemaj metaloksidoj (kiel A202, B0) kaj aliaj materialoj por nerekta varmigo por vaporiĝi.
Rezista hejtado-vaporiĝa tegaĵo havas limigojn: obstinaj metaloj havas malaltan vaporpremon, kio malfaciligas la produktadon de maldika filmo; iuj elementoj facile formas alojon per hejta drato; ne facile eblas atingi unuforman konsiston de la aloja filmo. Pro la simpla strukturo, malalta prezo kaj facila funkciigo de la rezista hejtado-vaporiĝa metodo, ĝi estas tre ofta apliko de la vaporiĝa metodo.
(2) Elektronfaska varmigo vaporiĝo
Elektronfaska vaporiĝo estas metodo por vaporigi la tegaĵmaterialon per bombardado de ĝi per alt-energia denseca elektronfasko, metante ĝin en akvomalvarmigitan kupran krisolon. La vaporiĝa fonto konsistas el elektrona emisia fonto, elektrona akcela energifonto, krisolo (kutime kupra krisolo), magneta kampa bobeno, kaj malvarmigakva aro, ktp. En ĉi tiu aparato, la varmigita materialo estas metata en akvomalvarmigitan krisolon, kaj la elektronfasko bombardas nur tre malgrandan parton de la materialo, dum la plejparto de la restanta materialo restas je tre malalta temperaturo sub la malvarmiga efiko de la krisolo, kiu povas esti konsiderata kiel la bombardita parto de la krisolo. Tiel, la metodo de elektronfaska varmigo por vaporiĝo povus eviti poluadon inter la tegaĵmaterialo kaj la vaporiĝa fontmaterialo.
La strukturo de la elektronfaska vaporiĝfonto povas esti dividita en tri tipojn: rektaj pafiloj (Boule-pafiloj), ringopafiloj (elektre deviigitaj) kaj e-pafiloj (magnete deviigitaj). Unu aŭ pluraj krisoloj povas esti metitaj en vaporiĝinstalaĵon, kiu povas vaporiĝi kaj deponi multajn malsamajn substancojn samtempe aŭ aparte.
Elektronfaskaj vaporiĝfontoj havas la jenajn avantaĝojn.
①La alta faskodenseco de la elektronfaskobombada vaporiĝfonto povas atingi multe pli grandan energidensecon ol la rezistanca hejtiĝfonto, kiu povas vaporigi altfandopunktajn materialojn, kiel ekzemple W, Mo, Al₂O₃, ktp.
②La tegaĵa materialo estas metita en akvomalvarmigitan kupran krisolo, kiu povas eviti la vaporiĝon de la vaporiĝa fontmaterialo kaj la reakcion inter ili.
③Varmo povas esti aldonita rekte al la surfaco de la tegaĵa materialo, kio faras la termikan efikecon alta kaj la perdon de varmokonduktado kaj varmoradiado malalta.
La malavantaĝo de la metodo de varmigo per elektronfasko estas, ke la primaraj elektronoj de la elektronkanono kaj la sekundaraj elektronoj de la surfaco de la tegaĵa materialo jonigos la vaporiĝantajn atomojn kaj restajn gasmolekulojn, kio foje influos la kvaliton de la filmo.
(3) Alta frekvenca indukta hejtado per vaporiĝo
Altfrekvenca indukta hejtado per vaporiĝo signifas meti la krisolon kun tegaĵo en la centron de la altfrekvenca spirala bobeno, tiel ke la tegaĵo generas fortan kirlofluan efikon kaj histerezan efikon sub la indukto de altfrekvenca elektromagneta kampo, kio kaŭzas varmiĝon de la filmtavolo ĝis ĝi vaporiĝas kaj vaporiĝas. La vaporiĝa fonto ĝenerale konsistas el akvomalvarmigita altfrekvenca bobeno kaj grafita aŭ ceramika (magnezia oksido, aluminio oksido, bora oksido, ktp.) krisolo. La altfrekvenca elektrofonto uzas frekvencon de dek mil ĝis kelkcent mil Hz, la enira potenco estas kelkcent ĝis kelkcent kilovatoj, ju pli malgranda estas la volumeno de la membrana materialo, des pli alta estas la indukta frekvenco. La indukta bobena frekvenco kutime estas farita el akvomalvarmigita kupra tubo.
La malavantaĝo de la altfrekvenca indukta hejtado per vaporiĝo estas, ke ne estas facile fajne agordi la eniran potencon, ĝi havas la jenajn avantaĝojn.
①Alta vaporiĝofteco
②La temperaturo de la vaporiĝfonto estas unuforma kaj stabila, do ne facile okazas ŝprucado de tegaĵgutetoj, kaj ankaŭ eblas eviti la fenomenon de pinglotruoj sur la deponita filmo.
③La vaporiĝfonto estas ŝarĝita unufoje, kaj la temperaturo estas relative facile kaj simple kontrolebla.
Afiŝtempo: 28-a de oktobro 2022