Rivestimento di evaporazione: riscaldando ed evaporando una determinata sostanza per depositarla sulla superficie solida, si chiama rivestimento di evaporazione.Questo metodo è stato proposto per la prima volta da M. Faraday nel 1857, ed è diventato uno dei
tecniche di rivestimento comunemente utilizzate nei tempi moderni.La struttura dell'apparecchiatura di rivestimento per evaporazione è mostrata nella Figura 1.
Le sostanze evaporate come metalli, composti, ecc. sono poste in un crogiolo o appese a un filo caldo come fonte di evaporazione, e il pezzo da placcare, come metallo, ceramica, plastica e altri substrati, è posto davanti al crogiolo.Dopo che il sistema è stato evacuato ad alto vuoto, il crogiolo viene riscaldato per far evaporare il contenuto.Gli atomi o le molecole della sostanza evaporata si depositano sulla superficie del substrato in modo condensato.Lo spessore del film può variare da centinaia di angstrom a diversi micron.Lo spessore del film è determinato dalla velocità e dal tempo di evaporazione della sorgente di evaporazione (o dalla quantità di carico) ed è correlato alla distanza tra la sorgente e il substrato.Per i rivestimenti di grandi dimensioni, vengono spesso utilizzati un substrato rotante o più fonti di evaporazione per garantire l'uniformità dello spessore del film.La distanza dalla fonte di evaporazione al substrato dovrebbe essere inferiore al percorso libero medio delle molecole di vapore nel gas residuo per evitare che la collisione delle molecole di vapore con le molecole di gas residuo provochi effetti chimici.L'energia cinetica media delle molecole di vapore è di circa 0,1-0,2 elettronvolt.
Esistono tre tipi di fonti di evaporazione.
①Fonte di riscaldamento a resistenza: utilizzare metalli refrattari come tungsteno e tantalio per realizzare fogli o filamenti per barche e applicare corrente elettrica per riscaldare la sostanza evaporata sopra di essa o nel crogiolo (Figura 1 [Diagramma schematico dell'attrezzatura per il rivestimento di evaporazione] rivestimento sottovuoto) Riscaldamento a resistenza la sorgente viene utilizzata principalmente per evaporare materiali come Cd, Pb, Ag, Al, Cu, Cr, Au, Ni;
②Fonte di riscaldamento ad induzione ad alta frequenza: utilizzare la corrente di induzione ad alta frequenza per riscaldare il crogiolo e il materiale di evaporazione;
③Sorgente di riscaldamento a fascio di elettroni: applicabile Per materiali con temperatura di evaporazione più elevata (non inferiore a 2000 [618-1]), il materiale viene vaporizzato bombardando il materiale con fasci di elettroni.
Rispetto ad altri metodi di rivestimento sottovuoto, il rivestimento evaporativo ha un tasso di deposizione più elevato e può essere rivestito con pellicole composte elementari e non decomposte termicamente.
Per depositare un film monocristallino di elevata purezza, è possibile utilizzare l'epitassia a fascio molecolare.Il dispositivo di epitassia a fascio molecolare per la crescita di uno strato di cristallo singolo GaAlAs drogato è mostrato nella Figura 2 [diagramma schematico del rivestimento sottovuoto del dispositivo di epitassia a fascio molecolare].Il forno a getto è dotato di una sorgente di fasci molecolari.Quando viene riscaldato a una certa temperatura sotto vuoto ultra alto, gli elementi nella fornace vengono espulsi sul substrato in un flusso molecolare simile a un raggio.Il substrato viene riscaldato a una certa temperatura, le molecole depositate sul substrato possono migrare e i cristalli crescono nell'ordine del reticolo cristallino del substrato.L'epitassia del raggio molecolare può essere utilizzata per
ottenere un film monocristallino composto di elevata purezza con il rapporto stechiometrico richiesto.Il film cresce più lentamente La velocità può essere controllata a 1 singolo strato/sec.Controllando il deflettore, è possibile realizzare con precisione il film monocristallino con la composizione e la struttura richieste.L'epitassia a fascio molecolare è ampiamente utilizzata per produrre vari dispositivi ottici integrati e vari film con struttura a superreticolo.
Tempo di pubblicazione: 31-lug-2021