Что такое тонкопленочный испаритель?

Тонкопленочный испаритель - это машина, используемая для создания тонкой пленки. Испаряясь или сублимируя различные элементы, тонкопленочный испаритель может наносить чрезвычайно тонкие слои атомов или молекул на материал подложки. Машина состоит из вакуумной камеры, нагревательного элемента и устройства, которое удерживает и перемещает подложку при нанесении на нее тонкой пленки.

Существует два основных типа испарения, которые можно использовать для создания тонкой пленки. Это резистивное испарение и электронно-лучевое испарение. В обоих этих методах целевой материал нагревается в тонкопленочном испарителе до тех пор, пока он не испарится или не сублимируется. Как газ, материал мишени движется через вакуумную камеру, пока не приземлится на подложку и не сформирует тонкую пленку. Оба эти метода требуют, чтобы целевые материалы были такими же стабильными, как газ.

При резистивном испарении электрический ток пропускается через целевой материал, который нагревается при подаче питания. При достаточном нагреве целевой материал испаряется или сублимируется. Золото и алюминий являются распространенными целевыми материалами, которые могут испаряться в виде металлических проволок, называемых нитями. Целевые материалы в форме нитей трудно загружать в испаритель, и их можно обрабатывать только в небольших количествах. В тонкопленочном испарителе также можно использовать тонкие листы целевого материала, с которыми часто легче работать и которые дают больше вещества при испарении.

Некоторые целевые материалы не подходят для резистивного испарения, потому что они могут пролить большие участки твердого вещества в ходе процесса. Если эти твердые частицы сталкиваются с тонкой пленкой, образующейся на подложке, они могут разрушить ее. Испарение этих материалов требует использования закрытого источника нагрева, который позволяет газообразной форме материала выходить через небольшие отверстия, удерживая участки твердого вещества внутри камеры нагрева.

Испарение электронным пучком нагревает материал мишени, направляя на него пучок электронов высокой энергии. В этом типе тонкопленочного испарителя материал мишени хранится в охлажденном очаге, в то время как он бомбардируется электронами и нагревается. Этот процесс полезен для целевых материалов с очень высокой температурой испарения, потому что сфокусированный пучок энергии может нагревать целевой материал без нагрева всего устройства. Контейнер, содержащий целевой материал, не подвергается воздействию высокой температуры, поэтому он не плавится и не испаряется во время процесса. Этот тип испарения тонкой пленки требует специального оборудования и может быть довольно дорогостоящим.