Co je tenký filmový odpařovač?

Odpařovač tenkých vrstev je stroj používaný k vytváření tenkých vrstev. Odpařováním nebo sublimací různých prvků může tenkovrstvý odpařovač ukládat extrémně tenké vrstvy atomů nebo molekul na substrátový materiál. Stroj se skládá z vakuové komory, topného prvku a zařízení, které drží a pohybuje substrát, zatímco je na něj nanesen tenký film.

Existují dva primární typy odpařování, které lze použít k vytvoření tenkého filmu. Jedná se o odporové odpařování a odpařování elektronovým paprskem. V obou těchto technikách se cílový materiál zahřívá v tenkovrstvé odparce, dokud se buď neodpaří, nebo sublimuje. Jako plyn se terčový materiál pohybuje přes vakuovou komoru, dokud nepřistane na substrátu a netvoří tenký film. Obě tyto techniky vyžadují, aby cílové materiály byly stejně stabilní jako plyn.

Při odporovém odpařování prochází elektrický proud cílovým materiálem, který se zahřívá, když je pod napětím. Při dostatečném množství tepla se cílový materiál odpařuje nebo sublimuje. Zlato a hliník jsou běžnými cílovými materiály, které lze odpařit ve formě kovových drátů, nazývaných vlákna. Cílové materiály ve formě filamentů je obtížné naložit do odpařovače a lze je zpracovávat pouze v malém množství. Tenkovrstvý odpařovač může také použít tenké pláty cílového materiálu, s nimiž se při odpařování často pracuje snáze a při výtěžku je více hmoty.

Některé cílové materiály jsou nevhodné pro odporové odpařování, protože mohou během procesu zbavit velké části pevné látky. Pokud se tyto pevné látky srazí s tenkým filmem vytvářejícím se na substrátu, mohou jej zničit. Odpařování těchto materiálů vyžaduje použití uzavřeného ohřívacího zdroje, který umožňuje plynné formě materiálu unikat malými otvory, zatímco zachycuje sekce pevné látky uvnitř topné komory.

Odpařování elektronovým paprskem zahřívá cílový materiál nasměrováním paprsku vysoce energetických elektronů na něj. V tomto typu odpařovače tenkých vrstev je cílový materiál udržován v chlazeném krbu, zatímco je bombardován elektrony a zahříván. Tento proces je užitečný pro cílové materiály s velmi vysokou teplotou odpařování, protože soustředěný paprsek energie může ohřívat cílový materiál bez zahřívání celého zařízení. Nádoba, která drží cílový materiál, není vystavena extrémnímu teplu, takže se během procesu neroztaví ani neodpaří. Tento typ odpařování tenkých vrstev vyžaduje specifické vybavení a může být poměrně nákladný.