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热蒸发-广东振华真空镀膜设备

我们之前讨论了物理气相沉积(PVD)的各个方面,这些方面与溅射沉积特别相关。但是,溅射只是PVD沉积的其中一类。有许多其他形式的薄膜沉积属于PVD的类别。例如,可以通过蒸发,升华,离子沉积,原子激光沉积,激光烧蚀等方法来生产薄膜-仅列举几种可以形成最终薄膜的替代方法。简要描述与这些各种过程相关的一些基本原理是有意义的。

蒸发,或更具体地说,电阻热蒸发涉及在真空环境中加热材料。待蒸发的源材料被加热到一定温度,在该温度以上,该材料的蒸气压超过其所在的真空环境的蒸气压(稍后将对此进行详细介绍)。以最简单的形式为例,生产蒸发薄膜所需的设备实际上非常少。首先,类似于任何PVD操作,需要某种类型的真空系统来提供合适的操作环境。在真空室内必须能提供电能,通常是从远程电源通过电能通传送到真空室的,再通过母线连接到母线。母线之间连接有电阻源。基于蒸发的物质不同,蒸发器的材料会有所不同。通常,形状像“船形”(通常是难熔金属)的高电阻导线或片状材料连接在两个电极之间,在向母线供电时能够产生热量。通过向电极施加电流,源材料加热并且蒸气压增加。一旦材料的蒸汽压超过背景环境的蒸汽压,汽化的分子便会从源材料到达基片,并在基片上凝结。

在任何给定温度和背景压力下,每个元素都有特定的蒸气压。通常,温度(电阻源的功率)越高,蒸发材料的沉积速率就越高。各种元素的蒸气压与压力和温度的函数关系图在文献中很容易查到,并可通过互联网轻松查看。与一次轰击出单个原子或团簇的溅射不同,热蒸发形成蒸气流的方式非常高效,因此可以在很短的运行时间内实现很高的沉积速率。电阻蒸发最适合于元素材料,根据定义,这些元素在给定压力下具有单一熔点并允许形成均匀的薄膜。合金,除了共晶成分外,当材料的温度升高到液相线以上时,它们通常不会具有单一的熔点,而是会不均匀地散发不同量的各成分组成的蒸气流。这将导致所得薄膜成分的不均匀。