Hvad er tynd filmfordampning?

Tynd filmfordampning er en proces med fysisk dampaflejring, der bruges til at skabe tynde film af et materiale. Tyndfilmfordampning, som oftest bruges til metalfilm og solterrasser, bruger forskellige teknologier til at fordampe større stykker materiale i et vakuumkammer for at efterlade et tyndt, jævnt lag på en overflade. Den mest udbredte fremgangsmåde til fordampning af tynd film involverer opvarmning og fordampning af selve målmaterialet, hvorefter det lader det kondensere på underlaget eller overfladen, der modtager den tynde film.

Denne proces begynder typisk i et forseglet vakuumkammer, der er optimeret til at trække damp og gasformige partikler ved at reducere lufttrykket og overfyldning af andre luftmolekyler. Dette reducerer ikke kun den energi, der er nødvendig for at fordampe, men det giver også mulighed for en mere direkte vej til afsætningsområdet, fordi damppartiklerne ikke sprang rundt af så mange andre partikler i kammeret. Dårlig kammerkonstruktion med mere lufttryk vil reducere disse vakuumvirkninger, hvilket får den resulterende tynde film til at blive mindre glat og ensartet.

Det er to hovedstrategier for fordampning af målmaterialet er elektronstrålefordampning og filamentfordampning. Elektronstråleteknikker involverer opvarmning af kildematerialet til høje temperaturer ved at bombardere det med en strøm af elektroner, der er styret af et magnetfelt. Wolfram bruges typisk som kilden til elektronerne, og det kan producere mere varme til materialet end filamentfordampningsteknikker. Selvom elektronstråler kan opnå højere temperaturer, kan de også skabe utilsigtede skadelige bivirkninger, såsom røntgenstråler, som potentielt kan skade materialerne i kammeret. Glødningsprocesser kan eliminere disse effekter.

Fordampning af glødetråd er den anden metode til induktion af fordampning i materialet, og det involverer opvarmning gennem resistive elementer. Normalt skabes modstand ved at føre strøm gennem en stabil modstand, der genererer nok varme til at smelte og derefter fordampe materialet. Selvom denne proces let kan øge sandsynligheden for forurening, kan den skabe hurtige deponeringshastigheder, der gennemsnitligt er ca. 1 nm pr. Sekund.

Sammenlignet med andre metoder til dampaflejring, såsom sputtering og kemisk dampaflejring, tilbyder tyndfilmfordampning et par centrale fordele og ulemper. Nogle af ulemperne inkluderer mindre overfladen ensartethed og nedsat trin dækning. Fordelene inkluderer hurtigere aflejringshastigheder, især sammenlignet med sputtering, og færre ioner med høj hastighed og elektroner, som hyppigt er under sputteringsprocesser.