Co to jest parownik cienkowarstwowy?
Parownik cienkowarstwowy to maszyna używana do tworzenia cienkich warstw. Parując lub sublimując różne pierwiastki, wyparka cienkowarstwowa może osadzać wyjątkowo cienkie warstwy atomów lub cząsteczek na materiale podłoża. Maszyna składa się z komory próżniowej, elementu grzejnego i aparatu, który utrzymuje i przesuwa podłoże, gdy osadza się na nim cienki film.
Istnieją dwa podstawowe rodzaje parowania, których można użyć do utworzenia cienkiej warstwy. Są to parowanie rezystancyjne i parowanie wiązką elektronów. W obu tych technikach materiał docelowy jest ogrzewany w wyparce cienkowarstwowej, aż odparuje lub sublimuje. Jako gaz materiał docelowy przemieszcza się przez komorę próżniową, dopóki nie wyląduje na podłożu i nie utworzy cienkiej warstwy. Obie te techniki wymagają, aby docelowe materiały były tak stabilne jak gaz.
Podczas odparowywania rezystancyjnego prąd elektryczny przepływa przez materiał docelowy, który staje się gorący w miarę zasilania. Przy wystarczającej ilości ciepła docelowy materiał odparowuje lub sublimuje. Złoto i aluminium są powszechnymi materiałami docelowymi, które można odparować w postaci drutów metalowych, zwanych włóknami. Materiały docelowe w postaci włókien są trudne do załadowania na parownik i mogą być obrabiane tylko w małych ilościach. Parownik cienkowarstwowy może również wykorzystywać cienkie arkusze materiału docelowego, które często są łatwiejsze w obróbce i dają więcej materii po odparowaniu.
Niektóre materiały docelowe nie nadają się do odparowywania rezystancyjnego, ponieważ mogą zrzucać duże sekcje ciał stałych podczas procesu. Jeśli te ciała stałe zderzą się z cienką warstwą tworzącą się na podłożu, mogą je zepsuć. Odparowanie tych materiałów wymaga zastosowania zamkniętego źródła ciepła, które pozwala gazowej postaci materiału na ucieczkę przez małe otwory, jednocześnie zatrzymując sekcje ciał stałych w komorze grzewczej.
Parowanie wiązki elektronów ogrzewa materiał docelowy poprzez skierowanie na nią wiązki elektronów o wysokiej energii. W tego typu wyparce cienkowarstwowej materiał docelowy jest przechowywany w chłodzonym palenisku, podczas gdy bombardowany jest elektronami i ogrzewany. Ten proces jest przydatny w przypadku materiałów docelowych o bardzo wysokiej temperaturze parowania, ponieważ skupiona wiązka energii może ogrzewać materiał docelowy bez podgrzewania całego aparatu. Pojemnik zawierający docelowy materiał nie jest narażony na ekstremalne ciepło, więc nie topi się ani nie odparowuje podczas procesu. Ten rodzaj odparowywania cienkich warstw wymaga specjalnego sprzętu i może być dość kosztowny.