Bei der thermischen Verdampfung, die auch als Vakuumverdampfung bezeichnet wird, muss ein sehr niedriger Druck aufrechterhalten werden, in der Regel etwa 10^-5 Torr.
Dieser niedrige Druck ist wichtig, um Zusammenstöße zwischen verdampften Molekülen und Gasmolekülen in der Kammer zu verhindern.
Solche Zusammenstöße könnten den Weg der verdampften Moleküle verändern und sich negativ auf die Qualität der Abscheidung auswirken.
Wie hoch ist der Druck bei der thermischen Verdampfung? (4 wichtige Punkte werden erklärt)
1. Gleichgewichtsdampfdruck (EVP)
Der in der Referenz genannte Gleichgewichtsdampfdruck beträgt 10^-2 Torr.
Dies ist der Druck, bei dem die Rate der Moleküle, die die Oberfläche verlassen, gleich der Rate der Moleküle ist, die zur Oberfläche zurückkehren, was auf einen Gleichgewichtszustand hinweist.
Für eine wirksame thermische Verdampfung muss der Druck jedoch deutlich niedriger sein, damit die verdampften Moleküle ohne Störung durch Restgasmoleküle den Weg zum Substrat finden können.
2. Die Bedeutung des Niederdrucks
Bei der thermischen Verdampfung wird der Prozess in einem Vakuum durchgeführt, um die mittlere freie Weglänge der verdampften Moleküle zu erhöhen.
Bei einem Druck von 10^-5 Torr beträgt die mittlere freie Weglänge der Moleküle etwa 1 Meter.
Diese Länge reicht aus, damit die verdampften Moleküle ohne nennenswerte Kollisionen von der Quelle zum Substrat gelangen können, was eine hochwertige Abscheidung gewährleistet.
3. Auswirkung des Drucks auf die Abscheidungsrate
In der Referenz wird darauf hingewiesen, dass die Abscheiderate von Aufdampfmaterialien mit höheren Temperaturen (und damit höherer Leistung der Widerstandsquelle) zunimmt.
Die Aufrechterhaltung eines niedrigen Drucks ist jedoch ebenso wichtig, um hohe Abscheidungsraten zu erzielen.
Eine Umgebung mit niedrigerem Druck ermöglicht einen robusteren Dampfstrom, der zu einer schnelleren und effizienteren Abscheidung führen kann.
4. Anwendung in der Dünnschichtverdampfung
Bei Anwendungen wie der thermischen Trennung durch Destillation trägt die Aufrechterhaltung eines niedrigen Drucks dazu bei, die Verdampfungstemperatur und die Dauer der thermischen Belastung des Produkts zu verringern.
Dies ist besonders wichtig für empfindliche organische Substanzen, die sich bei höheren Temperaturen zersetzen können.
Durch die Verringerung des Betriebsdrucks kann die Qualität des Endprodukts erheblich verbessert werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Druck für die thermische Verdampfung in der Regel sehr niedrig angesetzt wird, etwa bei 10^-5 Torr, um eine effiziente und qualitativ hochwertige Abscheidung von Materialien zu ermöglichen.
Dieser niedrige Druck gewährleistet, dass die verdampften Moleküle ohne unerwünschte Kollisionen zum Substrat gelangen können, was für die Integrität und Gleichmäßigkeit der abgeschiedenen Schichten von entscheidender Bedeutung ist.
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