Che cos'è la deposizione di film sottile per evaporazione termica?

Uno dei metodi comuni di deposizione fisica da vapore (PVD) è l'evaporazione termica. Questa è una forma di Thin Film Deposition, che è una tecnologia sottovuoto per l'applicazione di rivestimenti Fornitori di macchine di rivestimento sottovuoto per evaporazione di materiali puri sulla superficie di vari oggetti. I rivestimenti, chiamati anche film, sono solitamente nell'intervallo di spessore da angstrom a micron e possono essere un unico materiale o possono essere più materiali in una struttura a strati.
I materiali da applicare con le tecniche di evaporazione termica possono essere elementi atomici puri comprendenti sia metalli che non metalli, oppure possono essere molecole come ossidi e nitruri. L'oggetto da rivestire viene chiamato substrato e può essere una qualsiasi di un'ampia varietà di cose come: wafer semiconduttori, celle solari, componenti ottici o molte altre possibilità.

L'evaporazione termica comporta il riscaldamento di un materiale solido all'interno di una camera ad alto vuoto, portandolo a una temperatura che produce una certa pressione di vapore. All'interno del vuoto, anche una pressione di vapore relativamente bassa è sufficiente per sollevare una nuvola di vapore all'interno della camera. Questo materiale evaporato costituisce ora un flusso di vapore, che attraversa la camera e colpisce il substrato, aderendovi come un rivestimento o una pellicola.
Poiché, nella maggior parte dei processi di evaporazione termica, il materiale viene riscaldato fino al punto di fusione ed è liquido, di solito si trova sul fondo della camera, spesso in una sorta di crogiolo verticale. Il vapore sale quindi al di sopra di questa sorgente inferiore e i substrati sono tenuti invertiti in dispositivi appropriati nella parte superiore della camera. Le superfici destinate ad essere rivestite sono così rivolte verso il basso verso il materiale sorgente riscaldato per ricevere il loro rivestimento.
Potrebbero essere necessarie misure per assicurare l'adesione della pellicola, nonché per controllare le varie proprietà della pellicola come desiderato. Fortunatamente, la progettazione e i metodi del sistema di evaporazione termica possono consentire la regolazione di una serie di parametri al fine di offrire agli ingegneri di processo la capacità di ottenere i risultati desiderati per variabili quali spessore, uniformità, forza di adesione, sollecitazione, struttura del grano, proprietà ottiche o elettriche, ecc. .
Esistono due mezzi principali per riscaldare il materiale sorgente. Un metodo, spesso indicato come evaporazione del filamento, è un semplice elemento termico resistivo elettrico, o filamento. Esistono numerose diverse configurazioni fisiche di questi filamenti di evaporazione resistivi, inclusi molti noti come "barche" - pezzi di lamiera essenzialmente sottili di metalli adatti ad alta temperatura (come il tungsteno) con rientranze o depressioni formate in cui viene posizionato il materiale. La sorgente del filamento offre la sicurezza della bassa tensione, sebbene sia richiesta una corrente molto elevata, in genere diverse centinaia di ampere.