Bei der thermischen Verdampfung handelt es sich um ein Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), bei dem ein Material in einer Hochvakuumumgebung bis zu seinem Verdampfungspunkt erhitzt wird.
Diese Methode zeichnet sich durch ihre Einfachheit, ihren geringen Stromverbrauch und ihre Schonung aus.
Es erzeugt verdampfte Teilchenenergien von etwa 0,12 eV oder 1500 K.
Das Verfahren ist sowohl im Labor als auch in der Industrie für die Abscheidung dünner Schichten auf Substraten weit verbreitet.
5 wichtige Punkte zum Verständnis
1. Erhitzen des Materials
Das Verfahren beginnt mit dem Erhitzen des Zielmaterials, in der Regel durch Widerstandsheizung in einer Verdampfungsquelle, bis es seinen Siedepunkt erreicht und zu verdampfen beginnt.
Diese Erhitzung erfolgt in einer Vakuumkammer mit einem Druck von weniger als 10^-5 Torr, wodurch sichergestellt wird, dass der Dampf ohne Reaktion oder Streuung an anderen Atomen wandern kann.
2. Transport des Dampfes
Sobald das Material verdampft ist, bildet es eine Dampfwolke, die durch die Vakuumkammer transportiert wird.
Die Vakuumumgebung ist von entscheidender Bedeutung, da sie es dem Dampf ermöglicht, sich frei und direkt auf das Substrat zuzubewegen, ohne durch atmosphärische Gase gestört zu werden.
3. Abscheidung auf dem Substrat
Das verdampfte Material erreicht dann das Substrat, wo es kondensiert und einen dünnen Film bildet.
Dieser Vorgang kann mehrfach wiederholt werden, um die Dünnschicht bis zur gewünschten Dicke und Qualität wachsen zu lassen und zu nukleieren.
4. Vielseitigkeit
Durch thermische Verdampfung kann eine breite Palette von Materialien abgeschieden werden, darunter Metalle wie Aluminium, Silber, Nickel, Chrom und Magnesium, was es zu einem vielseitigen Verfahren für verschiedene Anwendungen macht.
5. Vorteile
Einfachheit: Das Verfahren ist unkompliziert und leicht zu steuern und erfordert nur minimale Ausrüstung und Einrichtung.
Schnelligkeit: Es ermöglicht eine relativ schnelle Abscheidung von dünnen Schichten, was sowohl für die Forschung als auch für die Produktion von Vorteil ist.
Sanfte Natur: Die geringe Energie der aufgedampften Partikel minimiert die Beschädigung des Substrats und gewährleistet eine qualitativ hochwertige Schichtabscheidung.
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