Prinċipju tal-kisi tal-evaporazzjoni bil-vakwu
1. Tagħmir u proċess fiżiku tal-kisi tal-evaporazzjoni bil-vakwu
It-tagħmir tal-kisi bl-evaporazzjoni bil-vakwu huwa magħmul prinċipalment minn kamra tal-vakwu u sistema ta' evakwazzjoni. Ġewwa l-kamra tal-vakwu, hemm sors ta' evaporazzjoni (jiġifieri heater tal-evaporazzjoni), sottostrat u qafas tas-sottostrat, heater tas-sottostrat, sistema tal-egżost, eċċ.
Il-materjal tal-kisi jitqiegħed fis-sors tal-evaporazzjoni tal-kamra tal-vakwu, u taħt kundizzjonijiet ta' vakwu għoli, jissaħħan mis-sors tal-evaporazzjoni biex jevapora. Meta l-firxa ħielsa medja tal-molekuli tal-fwar tkun akbar mid-daqs lineari tal-kamra tal-vakwu, wara li l-atomi u l-molekuli tal-fwar tal-film jaħarbu mill-wiċċ tas-sors tal-evaporazzjoni, rarament jiġu mxekkla mill-ħabta ta' molekuli jew atomi oħra, u jilħqu direttament il-wiċċ tas-sottostrat li għandu jiġi miksi. Minħabba t-temperatura baxxa tas-sottostrat, il-partiċelli tal-fwar tal-film jikkondensaw fuqu u jiffurmaw film.
Sabiex tittejjeb l-adeżjoni tal-molekuli tal-evaporazzjoni u s-sottostrat, is-sottostrat jista' jiġi attivat permezz ta' tisħin xieraq jew tindif joniku. Il-kisi tal-evaporazzjoni bil-vakwu jgħaddi mill-proċessi fiżiċi li ġejjin mill-evaporazzjoni tal-materjal, it-trasport sad-depożizzjoni f'film.
(1) Bl-użu ta' diversi modi biex forom oħra ta' enerġija jiġu konvertiti f'enerġija termali, il-materjal tal-film jissaħħan biex jevapora jew jissublima f'partiċelli gassużi (atomi, molekuli jew gruppi atomiċi) b'ċertu ammont ta' enerġija (0.1 sa 0.3 eV).
(2) Il-partiċelli gassużi jitilqu mill-wiċċ tal-film u jiġu ttrasportati lejn il-wiċċ tas-sottostrat b'ċerta veloċità ta' moviment, essenzjalment mingħajr ħabta, f'linja dritta.
(3) Il-partiċelli gassużi li jilħqu l-wiċċ tas-sottostrat jingħaqdu u jinnukleaw, u mbagħad jikbru f'film ta' fażi solida.
(4) Riorganizzazzjoni jew twaħħil kimiku tal-atomi li jiffurmaw il-film.
2, Tisħin bl-evaporazzjoni
(1) Evaporazzjoni bit-tisħin bir-reżistenza
L-evaporazzjoni tat-tisħin bir-reżistenza hija l-metodu ta' tisħin l-aktar sempliċi u l-aktar użat komunement, ġeneralment applikabbli għal materjali tal-kisi b'punt tat-tidwib taħt il-1500 ℃, metalli b'punt tat-tidwib għoli f'forma ta' wajer jew folja (W, Mo, Ti, Ta, nitrur tal-boron, eċċ.) ġeneralment isiru f'forma xierqa ta' sors ta' evaporazzjoni, mgħobbija b'materjali ta' evaporazzjoni, permezz tas-sħana Joule tal-kurrent elettriku biex idub, jevapora jew jissublima l-materjal tal-kisi, il-forma tas-sors ta' evaporazzjoni tinkludi prinċipalment spirali b'ħafna linji, forma ta' U, mewġa sinusoidali, pjanċa rqiqa, dgħajsa, basket koniku, eċċ. Fl-istess ħin, il-metodu jirrikjedi li l-materjal tas-sors ta' evaporazzjoni jkollu punt tat-tidwib għoli, pressjoni baxxa ta' fwar ta' saturazzjoni, proprjetajiet kimiċi stabbli, ma jkollux reazzjoni kimika mal-materjal tal-kisi f'temperatura għolja, reżistenza tajba għas-sħana, bidla żgħira fid-densità tal-qawwa, eċċ. Jadotta kurrent għoli permezz tas-sors ta' evaporazzjoni biex iġegħelha tissaħħan u tevapora l-materjal tal-film permezz ta' tisħin dirett, jew tpoġġi l-materjal tal-film fil-griġjol magħmul minn grafita u ċerti ossidi tal-metall reżistenti għal temperatura għolja (bħal A202, B0) u materjali oħra għal tisħin indirett biex jevapora.
Il-kisi tal-evaporazzjoni bit-tisħin b'reżistenza għandu l-limitazzjonijiet tiegħu: il-metalli refrattorji għandhom pressjoni baxxa tal-fwar, li huwa diffiċli biex tagħmel film irqiq; xi elementi huma faċli biex jiffurmaw liga bil-wajer tat-tisħin; mhux faċli li tinkiseb kompożizzjoni uniformi tal-film tal-liga. Minħabba l-istruttura sempliċi, il-prezz baxx u t-tħaddim faċli tal-metodu tal-evaporazzjoni bit-tisħin b'reżistenza, huwa applikazzjoni komuni ħafna tal-metodu tal-evaporazzjoni.
(2) Evaporazzjoni tat-tisħin bir-raġġ tal-elettroni
L-evaporazzjoni bir-raġġ tal-elettroni hija metodu ta' evaporazzjoni tal-materjal tal-kisi billi jiġi bbumbardjat b'raġġ tal-elettroni b'densità ta' enerġija għolja billi jitqiegħed fi griġjol tar-ram imkessaħ bl-ilma. Is-sors ta' evaporazzjoni jikkonsisti minn sors ta' emissjoni tal-elettroni, sors ta' enerġija ta' aċċelerazzjoni tal-elettroni, griġjol (ġeneralment griġjol tar-ram), kolja tal-kamp manjetiku, u sett ta' ilma li jkessaħ, eċċ. F'dan l-apparat, il-materjal imsaħħan jitqiegħed fi griġjol imkessaħ bl-ilma, u r-raġġ tal-elettroni jbbumbardja biss porzjon żgħir ħafna tal-materjal, filwaqt li l-biċċa l-kbira tal-materjal li jifdal jibqa' f'temperatura baxxa ħafna taħt l-effett tat-tkessiħ tal-griġjol, li jista' jitqies bħala l-porzjon ibbumbardjat tal-griġjol. Għalhekk, il-metodu ta' tisħin bir-raġġ tal-elettroni għall-evaporazzjoni jista' jevita kontaminazzjoni bejn il-materjal tal-kisi u l-materjal tas-sors tal-evaporazzjoni.
L-istruttura tas-sors tal-evaporazzjoni tar-raġġ tal-elettroni tista' tinqasam fi tliet tipi: kanuni dritti (kanuni Boules), kanuni ċirkolari (deflessi elettrikament) u kanuni elettroniċi (deflessi manjetikament). Griġjol wieħed jew aktar jistgħu jitqiegħdu f'faċilità ta' evaporazzjoni, li tista' tevapora u tiddepożita ħafna sustanzi differenti simultanjament jew separatament.
Is-sorsi tal-evaporazzjoni tar-raġġ tal-elettroni għandhom il-vantaġġi li ġejjin.
①Id-densità għolja tar-raġġ tas-sors tal-evaporazzjoni tal-bumbardament tar-raġġ tal-elettroni tista' tikseb densità ta' enerġija ferm akbar mis-sors tat-tisħin bir-reżistenza, li jista' jevapora materjali b'punt ta' tidwib għoli, bħal W, Mo, Al2O3, eċċ.
②Il-materjal tal-kisi jitqiegħed fi griġjol tar-ram imkessaħ bl-ilma, li jista' jevita l-evaporazzjoni tal-materjal tas-sors tal-evaporazzjoni, u r-reazzjoni bejniethom.
③Is-sħana tista' tiżdied direttament mal-wiċċ tal-materjal tal-kisi, li jagħmel l-effiċjenza termali għolja u t-telf tal-konduttività tas-sħana u r-radjazzjoni tas-sħana baxx.
L-iżvantaġġ tal-metodu ta' evaporazzjoni tat-tisħin bir-raġġ tal-elettroni huwa li l-elettroni primarji mill-kanun tal-elettroni u l-elettroni sekondarji mill-wiċċ tal-materjal tal-kisi se jonizzaw l-atomi li jevaporaw u l-molekuli tal-gass residwu, li xi kultant jaffettwa l-kwalità tal-film.
(3) Evaporazzjoni tat-tisħin bl-induzzjoni ta' frekwenza għolja
L-evaporazzjoni tat-tisħin bl-induzzjoni ta' frekwenza għolja hija li l-griġjol b'materjal tal-kisi jitqiegħed fiċ-ċentru tal-kolja spirali ta' frekwenza għolja, sabiex il-materjal tal-kisi jiġġenera kurrent qawwi ta' eddy u effett ta' isteresi taħt l-induzzjoni ta' kamp elettromanjetiku ta' frekwenza għolja, li jikkawża li s-saff tal-film jisħon sakemm jivvapora u jevapora. Is-sors tal-evaporazzjoni ġeneralment jikkonsisti minn kolja ta' frekwenza għolja mkessħa bl-ilma u griġjol tal-grafita jew taċ-ċeramika (ossidu tal-manjeżju, ossidu tal-aluminju, ossidu tal-boron, eċċ.). Il-provvista tal-enerġija ta' frekwenza għolja tuża frekwenza ta' għaxart elef sa diversi mijiet ta' eluf ta' Hz, il-qawwa tad-dħul hija minn diversi mijiet ta' kilowatts, iktar ma jkun żgħir il-volum tal-materjal tal-membrana, iktar tkun għolja l-frekwenza tal-induzzjoni. Il-frekwenza tal-kolja tal-induzzjoni ġeneralment tkun magħmula minn tubu tar-ram imkessaħ bl-ilma.
L-iżvantaġġ tal-metodu ta' evaporazzjoni tat-tisħin bl-induzzjoni ta' frekwenza għolja huwa li mhux faċli li taġġusta l-qawwa tad-dħul b'mod fin, u għandu l-vantaġġi li ġejjin.
①Rata għolja ta' evaporazzjoni
② It-temperatura tas-sors tal-evaporazzjoni hija uniformi u stabbli, għalhekk mhux faċli li tipproduċi l-fenomenu tat-tixrid tal-qtar tal-kisi, u tista' wkoll tevita l-fenomenu tat-toqob żgħar fuq il-film depożitat.
③Is-sors tal-evaporazzjoni jitgħabba darba, u t-temperatura hija relattivament faċli u sempliċi biex tiġi kkontrollata.
Ħin tal-posta: 28 ta' Ottubru 2022