Processen att värma fasta material i en högvakuummiljö för att sublimera eller avdunsta och avsätta dem på ett specifikt substrat för att erhålla en tunn film kallas vakuumavdunstningsbeläggning (kallad avdunstningsbeläggning).
Historien om framställning av tunna filmer genom vakuumindunstning kan spåras tillbaka till 1850-talet. År 1857 inledde M. Farrar försöken med vakuumbeläggning genom att indunsta metalltrådar i kväve för att bilda tunna filmer. På grund av lågvakuumtekniken vid den tiden var framställningen av tunna filmer på detta sätt mycket tidskrävande och opraktisk. Fram till 1930 etablerades oljediffusionspumpar och ett mekaniskt pumpsystem. Vakuumtekniken utvecklades snabbt, vilket gjorde indunstning och sputtering till en praktisk teknik.
Även om vakuumindunstning är en gammal tunnfilmsavsättningsteknik, är det den vanligaste metoden som används inom laboratorie- och industriområden. Dess främsta fördelar är enkel drift, enkel kontroll av avsättningsparametrar och hög renhet hos de resulterande filmerna. Vakuumbeläggningsprocessen kan delas in i följande tre steg.
1) källmaterialet värms upp och smälts för att avdunsta eller sublimera; 2) ångan avlägsnas från källmaterialet för att avdunsta eller sublimera.
2) Ånga överförs från källmaterialet till substratet.
3) Ångan kondenserar på substratytan och bildar en fast film.
Vakuumindunstning av tunna filmer, vanligtvis polykristallina filmer eller amorfa filmer, dominerar tillväxten av film till ö genom två processer: kärnbildning och filmbildning. Avdunstade atomer (eller molekyler) kolliderar med substratet, vilket delvis förorsakar permanent bindning till substratet, delvis för adsorption och avdunstning från substratet, och delvis för direkt reflektion tillbaka från substratytan. Atomerna (eller molekylerna) vidhäftar substratytan på grund av termisk rörelse och kan röra sig längs ytan, vilket kan leda till att atomerna vidrörs och ackumuleras i kluster. Kluster uppstår oftast där stressen på substratytan är hög, eller i solvatiseringsstegen på kristallsubstratet, eftersom detta minimerar den fria energin hos de adsorberade atomerna. Detta är kärnbildningsprocessen. Ytterligare avsättning av atomer (molekyler) resulterar i expansion av de ovan nämnda öformade klustren (kärnor) tills de utvidgas till en kontinuerlig film. Därför är strukturen och egenskaperna hos vakuumindunstade polykristallina filmer nära relaterade till avdunstningshastigheten och substrattemperaturen. Generellt sett, ju lägre substrattemperaturen är, desto högre avdunstningshastighet och desto finare och tätare blir filmkornigheten.
–Denna artikel är publicerad avtillverkare av vakuumbeläggningsmaskinerGuangdong Zhenhua
Publiceringstid: 23 mars 2024