Prinsip lapisan penguapan vakum
1, Peralatan lan proses fisik lapisan penguapan vakum
Peralatan lapisan penguapan vakum utamane dumadi saka ruang vakum lan sistem evakuasi.Ing njero ruangan vakum, ana sumber penguapan (yaiku pemanas penguapan), substrat lan pigura substrat, pemanas substrat, sistem pembuangan, lsp.
Bahan lapisan diselehake ing sumber penguapan saka kamar vakum, lan ing kahanan vakum dhuwur, digawe panas dening sumber penguapan kanggo nguap.Nalika jarak bebas rata-rata molekul uap luwih gedhe tinimbang ukuran linear ruang vakum, sawise atom lan molekul uap film bisa lolos saka permukaan sumber penguapan, arang banget dicegah dening tabrakan molekul utawa atom liyane, lan langsung tekan permukaan substrat sing bakal dilapisi.Amarga suhu substrat sing kurang, partikel uap film kondensasi lan mbentuk film.
Kanggo nambah adhesi molekul penguapan lan landasan, substrat bisa diaktifake kanthi pemanasan sing tepat utawa reresik ion.Lapisan penguapan vakum ngliwati proses fisik ing ngisor iki saka penguapan materi, transportasi menyang deposisi menyang film.
(1) Nggunakake macem-macem cara kanggo ngowahi wujud energi liyane dadi energi termal, materi film digawe panas kanggo nguap utawa sublimate menyang partikel gas (atom, molekul utawa klompok atom) karo jumlah tartamtu saka energi (0,1 kanggo 0,3 eV).
(2) Partikel gas ninggalake permukaan film lan diangkut menyang permukaan substrat kanthi kecepatan gerakan tartamtu, kanthi ora tabrakan, ing garis lurus.
(3) Partikel gas tekan lumahing landasan coalesce lan nukleat, banjur tuwuh dadi film fase padhet.
(4) Reorganisasi utawa ikatan kimia saka atom sing mbentuk film kasebut.
2. Pemanasan penguapan
(1) Resistance panas penguapan
Penguapan pemanasan resistensi minangka cara pemanasan sing paling gampang lan paling umum digunakake, umume ditrapake kanggo bahan lapisan kanthi titik lebur ing ngisor 1500 ℃, logam titik leleh dhuwur ing wangun kawat utawa lembaran (W, Mo, Ti, Ta, boron nitride, lsp.) biasane digawe menyang wangun cocok saka sumber penguapan, dimuat karo bahan penguapan, liwat Joule panas saka arus listrik kanggo nyawiji, nguap utawa sublimate materi plating, wangun sumber penguapan utamané kalebu multi-strand spiral, U-shaped, gelombang sinus. , piring lancip, prau, kranjang conthong, lan sapiturute Ing wektu sing padha, cara mbutuhake bahan sumber penguapan duwe titik leleh sing dhuwur, tekanan uap jenuh sing kurang, sifat kimia sing stabil, ora duwe reaksi kimia karo bahan lapisan ing suhu dhuwur, resistance panas apik, owah-owahan cilik ing Kapadhetan daya, etc. Iku adopts saiki dhuwur liwat sumber penguapan kanggo nggawe panas munggah lan nguap materi film dening panas langsung, utawa sijine materi film menyang crucible digawe saka grafit lan tartamtu tahan suhu dhuwur. oksida logam (kayata A202, B0) lan bahan liyane kanggo pemanasan ora langsung kanggo nguap.
Lapisan penguapan pemanasan tahan duwe watesan: logam refraktori duwe tekanan uap sing sithik, sing angel nggawe film tipis;sawetara unsur gampang kanggo mbentuk alloy karo kabel panas;iku ora gampang kanggo njaluk komposisi seragam saka film alloy.Amarga saka struktur prasaja, rega murah lan operasi gampang saka resistance panas cara penguapan, iku aplikasi umum banget saka cara penguapan.
(2) Penguapan pemanasan sinar elektron
Penguapan berkas elektron minangka cara nguapaké bahan lapisan kanthi ngebom nganggo sinar elektron kapadhetan energi dhuwur kanthi dilebokake ing wadah tembaga sing adhem banyu.Sumber penguapan kasusun saka sumber emisi elektron, sumber daya akselerasi elektron, crucible (biasane crucible tembaga), kumparan medan magnet, lan set banyu pendingin, lan liya-liyane. Ing piranti iki, bahan sing digawe panas dilebokake ing banyu. -cooled crucible, lan sinar elektron bombards mung bagean cilik saka materi, nalika paling saka materi isih tetep ing suhu banget kurang ing efek cooling saka crucible, kang bisa dianggep minangka bagean bombarded saka crucible.Mangkono, cara pemanasan sinar elektron kanggo penguapan bisa nyegah kontaminasi ing antarane bahan lapisan lan bahan sumber penguapan.
Struktur sumber penguapan sinar elektron bisa dipérang dadi telung jinis: bedhil lurus (boules bedhil), bedhil ring (belok listrik) lan e-guns (belok magnetik).Siji utawa luwih crucibles bisa diselehake ing fasilitas penguapan, sing bisa nguap lan nyimpen macem-macem zat kanthi bebarengan utawa kanthi kapisah.
Sumber penguapan berkas elektron nduweni kaluwihan ing ngisor iki.
①Kapadhetan sinar dhuwur saka sumber penguapan pamboman sinar elektron bisa entuk kapadhetan energi sing luwih gedhe tinimbang sumber pemanasan resistensi, sing bisa nguap bahan titik leleh sing dhuwur, kayata W, Mo, Al2O3, lsp.
②Materi pelapis diselehake ing wadhah tembaga sing adhem banyu, sing bisa nyegah penguapan bahan sumber penguapan, lan reaksi ing antarane.
③Panas bisa ditambahake langsung menyang lumahing materi nutupi, kang ndadekake efficiency termal dhuwur lan mundhut saka konduksi panas lan radiation panas kurang.
Kerugian metode penguapan sinar elektron yaiku elektron utama saka bedhil elektron lan elektron sekunder saka permukaan bahan lapisan bakal ngionisasi atom sing nguap lan molekul gas sisa, sing bakal mengaruhi kualitas film kadhangkala.
(3) Penguapan pemanasan induksi frekuensi dhuwur
Penguapan pemanasan induksi frekuensi dhuwur yaiku kanggo nyelehake crucible karo bahan lapisan ing tengah kumparan spiral frekuensi dhuwur, supaya materi lapisan ngasilake arus eddy sing kuat lan efek hysteresis ing induksi medan elektromagnetik frekuensi dhuwur, sing nyebabake lapisan film kanggo panas nganti vaporizes lan evaporates.Sumber penguapan umume kasusun saka kumparan frekuensi dhuwur sing didinginake banyu lan grafit utawa keramik (magnesium oksida, aluminium oksida, boron oksida, lan liya-liyane).Sumber daya frekuensi dhuwur nggunakake frekuensi sepuluh ewu nganti pirang-pirang atus ewu Hz, daya input sawetara nganti pirang-pirang atus kilowatt, sing luwih cilik volume materi membran, frekuensi induksi sing luwih dhuwur.Frekuensi coil induksi biasane digawe saka tabung tembaga sing adhem banyu.
Kerugian metode penguapan pemanasan induksi frekuensi dhuwur yaiku ora gampang nyetel daya input, duwe kaluwihan ing ngisor iki.
①Tingkat penguapan sing dhuwur
②Suhu sumber penguapan seragam lan stabil, saengga ora gampang ngasilake fenomena cipratan tetesan lapisan, lan uga bisa nyegah fenomena pinholes ing film sing disimpen.
③Sumber penguapan dimuat sapisan, lan suhu relatif gampang lan gampang dikontrol.
Wektu kirim: Oct-28-2022