Prinsip palapis penguapan vakum
1, Peralatan sareng prosés fisik palapis penguapan vakum
Pakakas palapis penguapan vakum utamina diwangun ku rohangan vakum sareng sistem evakuasi. Di jero rohangan vakum, aya sumber penguapan (nyaéta pemanas penguapan), substrat sareng rangka substrat, pemanas substrat, sistem pembuangan, jsb.
Bahan palapis disimpen dina sumber penguapan ruang vakum, sareng dina kaayaan vakum anu luhur, éta dipanaskeun ku sumber penguapan pikeun nguap. Nalika rentang bébas rata-rata molekul uap langkung ageung tibatan ukuran linier ruang vakum, saatos atom sareng molekul uap pilem kaluar tina permukaan sumber penguapan, jarang kahalangan ku tabrakan molekul atanapi atom sanés, sareng langsung ngahontal permukaan substrat anu bakal dilapis. Kusabab suhu substrat anu handap, partikel uap pilem ngembun dina éta sareng ngabentuk pilem.
Pikeun ningkatkeun adhesi molekul penguapan sareng substrat, substrat tiasa diaktipkeun ku cara dipanaskeun atanapi diberesihan ion anu leres. Lapisan penguapan vakum ngalangkungan prosés fisik ieu ti mimiti penguapan bahan, transportasi dugi ka déposisi kana pilem.
(1) Ngagunakeun rupa-rupa cara pikeun ngarobah bentuk énergi séjén jadi énergi termal, bahan pilem dipanaskeun pikeun nguap atanapi nyublimatkeun kana partikel gas (atom, molekul atanapi gugus atom) kalayan jumlah énergi anu tangtu (0,1 dugi ka 0,3 eV).
(2) Partikel gas ninggalkeun beungeut pilem teras diangkut ka beungeut substrat dina kecepatan gerak anu tangtu, dasarna tanpa tabrakan, dina garis lempeng.
(3) Partikel gas anu ngahontal permukaan substrat ngahiji sareng nukleus, teras tumuwuh janten pilem fase padet.
(4) Réorganisasi atanapi beungkeutan kimiawi atom-atom anu ngawangun pilem.
2. Pemanasan penguapan
(1) Résistansi pemanasan penguapan
Évaporasi pemanasan résistansi mangrupikeun metode pemanasan anu paling saderhana sareng paling umum dianggo, umumna diterapkeun pikeun bahan palapis anu titik leburna di handap 1500 ℃, logam titik lebur anu luhur dina bentuk kawat atanapi lambaran (W, Mo, Ti, Ta, boron nitrida, jsb.) biasana didamel kana bentuk sumber évaporasi anu cocog, dieusi ku bahan évaporasi, ngalangkungan panas Joule arus listrik pikeun ngalemberehkeun, nguapkeun atanapi ngasublimasikeun bahan palapis, bentuk sumber évaporasi utamina kalebet spiral multi-untaian, bentuk U, gelombang sinus, pelat ipis, parahu, karanjang kerucut, jsb. Dina waktos anu sami, metode ieu meryogikeun bahan sumber évaporasi gaduh titik lebur anu luhur, tekanan uap jenuh anu handap, sipat kimia anu stabil, henteu gaduh réaksi kimia sareng bahan palapis dina suhu anu luhur, résistansi panas anu saé, parobahan leutik dina kapadetan kakuatan, jsb. Éta ngadopsi arus anu luhur ngaliwatan sumber évaporasi pikeun ngajantenkeun éta manaskeun sareng nguapkeun bahan pilem ku cara pemanasan langsung, atanapi nempatkeun bahan pilem kana wadah anu didamel tina grafit sareng oksida logam tahan suhu luhur (sapertos A202, B0) sareng bahan sanés pikeun pemanasan teu langsung nguap.
Lapisan penguapan pemanasan résistansi ngagaduhan watesan: logam refraktori ngagaduhan tekanan uap anu handap, anu hésé ngadamel pilem ipis; sababaraha unsur gampang ngabentuk paduan sareng kawat pemanasan; henteu gampang kéngingkeun komposisi pilem paduan anu seragam. Kusabab struktur anu saderhana, harga anu murah sareng operasi anu gampang tina metode penguapan pemanasan résistansi, éta mangrupikeun aplikasi metode penguapan anu umum pisan.
(2) Panguapan pemanasan sinar éléktron
Évaporasi sinar éléktron nyaéta hiji métode pikeun nguapkeun bahan palapis ku cara ngabombardirna ku sinar éléktron kapadetan énergi anu luhur ku cara nempatkeunana dina wadah tambaga anu didinginkan ku cai. Sumber évaporasi diwangun ku sumber émisi éléktron, sumber daya akselerasi éléktron, wadah (biasana wadah tambaga), koil médan magnét, sareng sét cai pendingin, jsb. Dina alat ieu, bahan anu dipanaskeun disimpen dina wadah anu didinginkan ku cai, sareng sinar éléktron ngan ukur ngabombardir sabagian leutik tina bahan éta, sedengkeun kalolobaan bahan anu sésana tetep dina suhu anu handap pisan dina pangaruh pendingin wadah, anu tiasa dianggap salaku bagian wadah anu dibombardir. Ku kituna, métode pemanasan sinar éléktron pikeun évaporasi tiasa nyingkahan kontaminasi antara bahan palapis sareng bahan sumber évaporasi.
Struktur sumber penguapan sinar éléktron tiasa dibagi kana tilu jinis: bedil lempeng (bedil Boules), bedil cincin (dibelokkeun sacara listrik) sareng bedil-e (dibelokkeun sacara magnét). Hiji atanapi langkung wadah tiasa disimpen dina fasilitas penguapan, anu tiasa nguap sareng neundeun seueur zat anu béda sacara simultan atanapi misah.
Sumber penguapan sinar éléktron mibanda kaunggulan ieu.
①Kapadatan sinar anu luhur tina sumber penguapan bom sinar éléktron tiasa kéngingkeun kapadetan énergi anu langkung ageung tibatan sumber pemanasan résistansi, anu tiasa nguapkeun bahan titik lebur anu luhur, sapertos W, Mo, Al2O3, jsb.
②Bahan palapis disimpen dina wadah tambaga anu didinginkan ku cai, anu tiasa nyingkahan penguapan bahan sumber penguapan, sareng réaksi di antara aranjeunna.
③Panas tiasa ditambahkeun langsung kana permukaan bahan palapis, anu ngajantenkeun efisiensi termal luhur sareng leungitna konduksi panas sareng radiasi panas rendah.
Kakurangan tina metode penguapan pemanasan sinar éléktron nyaéta éléktron primér tina bedil éléktron sareng éléktron sekundér tina permukaan bahan palapis bakal ngionisasi atom anu nguap sareng molekul gas sésa, anu sakapeung bakal mangaruhan kualitas pilem.
(3) Évaporasi pemanasan induksi frékuénsi luhur
Évaporasi pemanasan induksi frékuénsi luhur nyaéta ku cara nempatkeun wadah anu dieusi ku bahan palapis di tengah kumparan spiral frékuénsi luhur, supados bahan palapis ngahasilkeun arus eddy anu kuat sareng pangaruh histeresis dina induksi médan éléktromagnétik frékuénsi luhur, anu nyababkeun lapisan pilem panas dugi ka nguap sareng nguap. Sumber évaporasi umumna diwangun ku kumparan frékuénsi luhur anu didinginkan ku cai sareng wadah grafit atanapi keramik (magnésium oksida, aluminium oksida, boron oksida, jsb.). Catu daya frékuénsi luhur nganggo frékuénsi sapuluh rébu dugi ka sababaraha ratus rébu Hz, daya input sababaraha dugi ka sababaraha ratus kilowatt, beuki alit volume bahan mémbran, beuki luhur frékuénsi induksi. Frékuénsi kumparan induksi biasana didamel tina tabung tambaga anu didinginkan ku cai.
Kakurangan tina metode penguapan pemanasan induksi frékuénsi luhur nyaéta henteu gampang pikeun nyaluyukeun daya input, éta ngagaduhan kaunggulan ieu.
①Laju penguapan anu luhur
②Suhu sumber penguapan seragam sareng stabil, janten henteu gampang pikeun ngahasilkeun fenomena percikan tetesan palapis, sareng éta ogé tiasa nyingkahan fenomena liang jarum dina pilem anu disimpen.
③Sumber penguapan dieusi sakali, sareng suhuna relatif gampang sareng saderhana pikeun dikontrol.
Waktos posting: 28-Okt-2022