Was ist die Technik der thermischen Aufdampfung im Vakuum?
Zusammenfassung:
Die thermische Vakuumverdampfung ist ein PVD-Verfahren (Physical Vapor Deposition), bei dem ein Material in einer Vakuumkammer erhitzt wird, bis es verdampft und dann auf einem Substrat kondensiert. Dieses Verfahren wird verwendet, um dünne Materialschichten auf einem Substrat abzuscheiden, normalerweise in einer kontrollierten Umgebung mit niedrigem Gasdruck, um sicherzustellen, dass das verdampfte Material das Substrat ohne Kollisionen erreicht.
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Ausführliche Erläuterung:Prozessaufbau:
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Das Verfahren beginnt mit einer Vakuumkammer, in der Regel aus rostfreiem Stahl, in der sich ein Tiegel oder ein Schiffchen aus feuerfesten Materialien wie Wolfram oder Molybdän befindet. Das abzuscheidende Material (Verdampfungsmaterial) wird in diesen Tiegel gegeben.
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Erhitzung und Verdampfung:
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Das Material wird mit elektrischem Strom oder Elektronenstrahlen erhitzt. Diese Erhitzung wird so lange fortgesetzt, bis die Atome an der Oberfläche des Materials genügend Energie gewinnen, um die Oberfläche zu verlassen und zu verdampfen. Für eine wirksame Abscheidung muss der Dampfdruck des Materials mindestens 10 mTorr erreichen.Abscheidung im Vakuum:
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Die Vakuumumgebung ist von entscheidender Bedeutung, da sie gewährleistet, dass das verdampfte Material auf das Substrat gelangt, ohne mit Gasmolekülen zusammenzustoßen. Der Druck in der Kammer wird auf einem Niveau gehalten, bei dem die mittlere freie Weglänge der verdampften Partikel länger ist als der Abstand zwischen Quelle und Substrat, in der Regel zwischen 10^-5 und 10^-9 Torr.
Beschichtung des Substrats:
Das verdampfte Material kondensiert auf dem Substrat und bildet einen dünnen Film. Das Substrat befindet sich in der Regel über dem verdampfenden Material, und die Abscheidung erfolgt nach dem Prinzip der "Sichtlinie", d. h. der Dampf folgt einem direkten Weg von der Quelle zum Substrat.
