Покриття випаровуванням: шляхом нагрівання та випаровування певної речовини для нанесення її на тверду поверхню це називається покриттям випаровуванням.Цей метод вперше запропонував М. Фарадей у 1857 році, і він став одним із
широко використовувані технології покриття в наш час.Структура обладнання для нанесення покриття напиленням показана на малюнку 1.
Випарені речовини, такі як метали, сполуки тощо, поміщають у тигель або підвішують на гарячому дроті як джерело випаровування, а заготовку, на яку потрібно нанести покриття, наприклад металеві, керамічні, пластикові та інші підкладки, розміщують перед тигель.Після вакуумування системи до високого вакууму тигель нагрівають для випаровування вмісту.Атоми або молекули речовини, що випаровується, осідають на поверхню підкладки конденсованим способом.Товщина плівки може коливатися від сотень ангстрем до кількох мікрон.Товщина плівки визначається швидкістю випаровування та часом джерела випаровування (або величиною завантаження) і пов’язана з відстанню між джерелом і підкладкою.Для покриттів великої площі часто використовують обертову підкладку або кілька джерел випаровування, щоб забезпечити рівномірність товщини плівки.Відстань від джерела випаровування до підкладки має бути меншою за середню довжину вільного пробігу молекул пари в залишковому газі, щоб запобігти хімічному впливу зіткнення молекул пари з молекулами залишкового газу.Середня кінетична енергія молекул пари становить приблизно 0,1-0,2 електрон-вольта.
Є три типи джерел випаровування.
①Джерело резистивного нагрівання: використовуйте тугоплавкі метали, такі як вольфрам і тантал, для виготовлення фольги чи нитки для човна та прикладайте електричний струм для нагрівання випареної речовини над ним або в тиглі (Малюнок 1 [Схематична діаграма обладнання для нанесення покриття напиленням] вакуумне покриття) Опірне нагрівання джерело в основному використовується для випаровування таких матеріалів, як Cd, Pb, Ag, Al, Cu, Cr, Au, Ni;
②Високочастотне джерело індукційного нагріву: використовуйте високочастотний індукційний струм для нагрівання тигля та матеріалу для випаровування;
③Джерело електронно-променевого нагріву: застосовно. Для матеріалів з вищою температурою випаровування (не нижче 2000 [618-1]) матеріал випаровується шляхом бомбардування матеріалу електронними променями.
Порівняно з іншими методами вакуумного нанесення покриття випаровування має вищу швидкість осадження та може бути покрито елементарними та нетермічно розкладеними складовими плівками.
Щоб осадити монокристалічну плівку високої чистоти, можна використовувати молекулярно-променеву епітаксію.Пристрій молекулярно-променевої епітаксії для вирощування легованого монокристалічного шару GaAlAs показано на рисунку 2 [Схематична діаграма вакуумного покриття пристрою молекулярно-променевої епітаксії].Струминна піч оснащена джерелом молекулярного пучка.Коли він нагрівається до певної температури під надвисоким вакуумом, елементи в печі викидаються на підкладку у вигляді пучка молекулярного потоку.Підкладка нагрівається до певної температури, молекули, осаджені на підкладці, можуть мігрувати, і кристали вирощуються в порядку кристалічної решітки підкладки.Молекулярно-променева епітаксія може бути використана для
отримати складну монокристалічну плівку високої чистоти з необхідним стехіометричним співвідношенням.Плівка росте найповільніше. Швидкість можна регулювати на рівні 1 шару/сек.Керуючи перегородкою, можна точно виготовити монокристалічну плівку з необхідним складом і структурою.Молекулярно-променева епітаксія широко використовується для виготовлення різноманітних оптичних інтегрованих пристроїв і різноманітних плівок із надгратковою структурою.
Час публікації: 31 липня 2021 р