Tahkete materjalide kuumutamise protsessi kõrgvaakumis, et neid sublimeerida või aurustuda ja seejärel õhukese kile saamiseks kindlale aluspinnale sadestada, nimetatakse vaakumaurustuskatmiseks (edaspidi aurustuskatmine).
Õhukeste kilede vaakumaurustamise ajalugu ulatub tagasi 1850. aastatesse. 1857. aastal alustas M. Farrar vaakumkatmise katseid, aurustades metalltraate lämmastikus õhukeste kilede moodustamiseks. Tolleaegse madala vaakumtehnoloogia tõttu oli õhukeste kilede valmistamine sel viisil väga aeganõudev ja ebapraktiline. Kuni 1930. aastani, mil õlidiffusioonpumba ja mehaanilise pumba ühendussüsteemid loodi, arenes vaakumtehnoloogia kiiresti, ainult et aurustamine ja pihustuskatmine muutusid praktiliseks tehnoloogiaks.
Kuigi vaakumaurustamine on iidne õhukese kile sadestamise tehnoloogia, on see laborites ja tööstuses kõige levinum meetod. Selle peamised eelised on lihtne käsitsemine, sadestamisparameetrite lihtne reguleerimine ja saadud kilede kõrge puhtusaste. Vaakumkatmisprotsessi saab jagada järgmisteks kolmeks etapiks.
1) lähtematerjali kuumutatakse ja sulatatakse aurustamiseks või sublimeerimiseks; 2) aur eemaldatakse lähtematerjalist aurustamiseks või sublimeerimiseks.
2) Aur kandub lähtematerjalist aluspinnale.
3) Aur kondenseerub aluspinnale, moodustades tahke kile.
Õhukeste kilede vaakumaurustamine on üldiselt polükristalliline kile või amorfne kile, kus kile saarekeste kasv on domineeriv kahe protsessi kaudu: tuumastumise ja kile moodustumise protsess. Aurustuvad aatomid (või molekulid) põrkuvad aluspinnaga, kinnituvad osaliselt püsivalt aluspinna külge, osaliselt adsorbeeruvad ja seejärel aurustuvad aluspinnalt ning osaliselt peegelduvad otse aluspinna pinnalt tagasi. Aatomite (või molekulide) adhesioon aluspinna pinnale termilise liikumise tõttu võib liikuda mööda pinda, näiteks teiste aatomitega kokku puutudes, moodustades klastreid. Klastrid tekivad kõige tõenäolisemalt kohtades, kus aluspinna pinnal on suur pinge, või kristallsubstraadi solvatatsioonietappidel, kuna see minimeerib adsorbeerunud aatomite vabaenergiat. See on tuumastumise protsess. Aatomite (molekulide) edasine ladestumine põhjustab eespool mainitud saarekeste klastrite (tuumade) laienemist, kuni need venivad pidevaks kileks. Seetõttu on vaakumaurustatud polükristalliliste kilede struktuur ja omadused tihedalt seotud aurustumiskiiruse ja aluspinna temperatuuriga. Üldiselt, mida madalam on aluspinna temperatuur, seda suurem on aurustumiskiirus ja seda peenem ja tihedam on kiletera.
– Selle artikli avaldasvaakumkatmismasinate tootjaGuangdongi Zhenhua
Postituse aeg: 23. märts 2024