Bei der thermischen Verdampfung handelt es sich um ein physikalisches Aufdampfverfahren (PVD), bei dem ein Material in einer Hochvakuumumgebung bis zu seinem Verdampfungspunkt erhitzt wird, wodurch es verdampft und sich anschließend als dünner Film auf einem Substrat abscheidet. Dieses Verfahren zeichnet sich durch seine Einfachheit, den geringen Stromverbrauch und die Möglichkeit aus, eine breite Palette von Materialien abzuscheiden.
Ausführliche Erläuterung:
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Erhitzen des Materials:
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Bei der thermischen Verdampfung wird das abzuscheidende Material in ein Widerstandsschiff oder einen Tiegel in einer Vakuumkammer gelegt. Das Material wird mit Hilfe der Joule-Erwärmung erhitzt, bei der ein elektrischer Strom durch das Widerstandsschiff geleitet wird, wodurch es sich erhitzt. Diese Erhitzungsmethode wird aufgrund ihrer Effizienz und der Kontrolle über die Temperatur gewählt.Verdampfung im Vakuum:
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Die Vakuumumgebung, die in der Regel bei einem Druck von weniger als 10^-5 Torr gehalten wird, ist für den Prozess entscheidend. In einer solchen Niederdruckumgebung kann das Material verdampfen, ohne dass es zu Zusammenstößen mit anderen Gasmolekülen kommt, die ansonsten den Abscheidungsprozess behindern würden. Das Vakuum sorgt auch dafür, dass sich die verdampften Partikel in einer geraden Linie zum Substrat bewegen.
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Abscheidung auf dem Substrat:
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Sobald das Material verdampft ist, wandert es von der Quelle zum Substrat, wo es kondensiert und einen dünnen Film bildet. Das Substrat kann aus verschiedenen Materialien bestehen und wird oft erhitzt, um die Haftung und Qualität des abgeschiedenen Films zu verbessern. Die verdampften Partikel haben eine relativ niedrige Energie, typischerweise etwa 0,12 eV, was das Verfahren schonend und für empfindliche Substrate geeignet macht.Materialien und Anwendungen:
Die thermische Verdampfung kann zur Abscheidung einer Vielzahl von Materialien verwendet werden, darunter Metalle wie Aluminium, Silber, Nickel und Chrom sowie andere Materialien wie Magnesium. Dank dieser Vielseitigkeit eignet sich das Verfahren für Anwendungen, die von der Elektronik über die Optik bis hin zu Beschichtungen für mechanische Teile reichen.
Methoden der Verdampfung:
