1. Haihtumisnopeus vaikuttaa haihtuneen pinnoitteen ominaisuuksiin
Haihtumisnopeudella on suuri vaikutus kerrostuneeseen kalvoon. Koska alhaisen laskeutumisnopeuden muodostama pinnoiterakenne on löysä ja suuria hiukkasia on helppo laskeutua, on erittäin turvallista valita korkeampi haihtumisnopeus pinnoiterakenteen kompaktiuden varmistamiseksi. Kun jäännöskaasun paine tyhjiökammiossa on vakio, substraatin pommitusnopeus on vakioarvo. Siksi korkeamman laskeutumisnopeuden valitsemisen jälkeen kerrostetun kalvon sisältämä jäännöskaasu vähenee, mikä vähentää jäännöskaasumolekyylien ja haihtuneiden kalvohiukkasten välistä kemiallista reaktiota. Näin ollen kerrostetun kalvon puhtautta voidaan parantaa. On huomattava, että jos laskeutumisnopeus on liian suuri, se voi lisätä kalvon sisäistä jännitystä, lisätä kalvon virheitä ja jopa johtaa kalvon repeämiseen. Erityisesti reaktiivisen haihdutuspinnoituksen prosessissa voidaan valita alhaisempi laskeutumisnopeus, jotta reaktiokaasu reagoisi täysin haihdutuskalvomateriaalin hiukkasten kanssa. Tietenkin eri materiaalit valitsevat erilaiset haihtumisnopeudet. Käytännön esimerkkinä heijastavan kalvon kerrostuminen. Jos kalvon paksuus on 600 × 10⁻⁸ cm ja haihtumisaika on 3 sekuntia, heijastavuus on 93 %. Jos haihtumisnopeutta kuitenkin hidastetaan samoissa paksuusolosuhteissa, kalvon kerrostuminen kestää 10 minuuttia. Tällöin kalvon paksuus on sama. Heijastavuus on kuitenkin laskenut 68 %:iin.
2. Alustan lämpötila vaikuttaa pinnoitteen haihtumiseen
Substraatin lämpötilalla on suuri vaikutus haihdutuspinnoitteeseen. Korkeassa substraatin lämpötilassa substraatin pinnalle adsorboituneet jäännöskaasumolekyylit on helppo poistaa. Erityisesti vesihöyrymolekyylien poistaminen on tärkeämpää. Lisäksi korkeammissa lämpötiloissa ei ole ainoastaan helppo edistää muutosta fysikaalisesta adsorptiosta kemialliseen adsorptioon, mikä lisää hiukkasten välistä sitoutumisvoimaa. Lisäksi se voi myös pienentää höyrymolekyylien uudelleenkiteytymislämpötilan ja substraatin lämpötilan välistä eroa, mikä vähentää tai poistaa kalvopohjaisen rajapinnan sisäisen rasituksen. Koska substraatin lämpötila liittyy kalvon kiteiseen tilaan, amorfisten tai mikrokiteisten pinnoitteiden muodostaminen on usein helppoa alhaisessa substraatin lämpötilassa tai ilman lämmitystä. Päinvastoin, kun lämpötila on korkea, kiteisen pinnoitteen muodostaminen on helppoa. Substraatin lämpötilan nostaminen parantaa myös pinnoitteen mekaanisia ominaisuuksia. Substraatin lämpötilan ei tietenkään tulisi olla liian korkea pinnoitteen haihtumisen estämiseksi.
3. Tyhjiökammiossa oleva jäännöskaasun paine vaikuttaa kalvon ominaisuuksiin
Tyhjiökammiossa olevan jäännöskaasun paineella on suuri vaikutus kalvon suorituskykyyn. Liian korkeassa paineessa jäännöskaasumolekyylit törmäävät helposti haihtuviin hiukkasiin, mikä vähentää alustalla olevien ihmisten kineettistä energiaa ja vaikuttaa kalvon tarttuvuuteen. Lisäksi liian korkea jäännöskaasun paine vaikuttaa vakavasti kalvon puhtauteen ja heikentää pinnoitteen suorituskykyä.
4. Haihtumislämpötilan vaikutus haihtumispinnoitteeseen
Haihtumislämpötilan vaikutus kalvon suorituskykyyn näkyy haihtumisnopeuden muutoksena lämpötilan funktiona. Kun haihtumislämpötila on korkea, höyrystymislämpö laskee. Jos kalvomateriaali haihtuu haihtumislämpötilan yläpuolella, pienikin lämpötilan muutos voi aiheuttaa jyrkän muutoksen kalvomateriaalin haihtumisnopeudessa. Siksi on erittäin tärkeää säätää haihtumislämpötilaa tarkasti kalvon kerrostuksen aikana, jotta vältetään suuret lämpötilagradienttit haihtumislähteen kuumennettaessa. Helposti sublimoitavan kalvomateriaalin kohdalla on myös erittäin tärkeää valita itse materiaali lämmittimeksi haihtumista ja muita toimenpiteitä varten.
5. Alustan ja pinnoituskammion puhdistustila vaikuttaa pinnoitteen suorituskykyyn
Substraatin ja pinnoituskammion puhtauden vaikutusta pinnoitteen suorituskykyyn ei voida sivuuttaa. Se ei ainoastaan vaikuta vakavasti kerrostetun kalvon puhtauteen, vaan myös heikentää kalvon tarttuvuutta. Siksi substraatin puhdistus, tyhjiöpinnoituskammion ja siihen liittyvien komponenttien (kuten substraatin rungon) puhdistuskäsittely sekä pinnan kaasunpoisto ovat kaikki välttämättömiä prosesseja tyhjiöpinnoitusprosessissa.
Julkaisun aika: 28. helmikuuta 2023