Le procédé consistant à chauffer des matériaux solides dans un environnement sous vide poussé pour les sublimer ou les évaporer et les déposer sur un substrat spécifique afin d'obtenir un film mince est connu sous le nom de revêtement par évaporation sous vide (appelé revêtement par évaporation).
L'histoire de la préparation de couches minces par évaporation sous vide remonte aux années 1850. En 1857, M. Farrar entreprit des essais de revêtement sous vide en évaporant des fils métalliques dans de l'azote pour former des couches minces. En raison des limitations des techniques de vide de l'époque, la préparation de couches minces par cette méthode était très longue et peu pratique. Ce n'est qu'en 1930 que la mise au point d'un système de pompage combinant une pompe à diffusion d'huile et une pompe mécanique permit un développement rapide des techniques de vide, rendant ainsi le revêtement par évaporation et pulvérisation cathodique viable.
Bien que l'évaporation sous vide soit une technique de dépôt de couches minces ancienne, elle reste la méthode la plus couramment utilisée en laboratoire et dans l'industrie. Ses principaux avantages sont sa simplicité de mise en œuvre, la facilité de contrôle des paramètres de dépôt et la grande pureté des films obtenus. Le procédé de revêtement sous vide se divise en trois étapes.
1) la matière première est chauffée et fondue pour s'évaporer ou se sublimer ; 2) la vapeur est extraite de la matière première pour s'évaporer ou se sublimer.
2) La vapeur est transférée du matériau source au substrat.
3) La vapeur se condense sur la surface du substrat pour former un film solide.
L'évaporation sous vide de couches minces, généralement polycristallines ou amorphes, est caractérisée par une croissance insulaire, via deux processus : la nucléation et la croissance du film. Les atomes (ou molécules) évaporés entrent en collision avec le substrat. Une partie s'y fixe de manière permanente, une autre s'adsorbe puis s'évapore, et une dernière est réfléchie directement par la surface du substrat. L'adhérence des atomes (ou molécules) à la surface du substrat, due à l'agitation thermique, peut entraîner leur déplacement le long de la surface. Au contact d'autres atomes, ils s'agrègent en amas. Ces amas se forment plus facilement là où les contraintes à la surface du substrat sont élevées, ou sur les marches de solvatation du substrat cristallin, car cela minimise l'énergie libre des atomes adsorbés. C'est le processus de nucléation. Le dépôt continu d'atomes (ou de molécules) provoque l'expansion des amas insulaires (noyaux) mentionnés précédemment, jusqu'à former un film continu. Ainsi, la structure et les propriétés des films polycristallins évaporés sous vide sont étroitement liées à la vitesse d'évaporation et à la température du substrat. De manière générale, plus la température du substrat est basse, plus le taux d'évaporation est élevé, et plus le grain du film est fin et dense.
–Cet article est publié parfabricant de machines de revêtement sous videGuangdong Zhenhua
Date de publication : 23 mars 2024