การระเหยของฟิล์มบางคืออะไร?

การระเหยของฟิล์มบางเป็นกระบวนการของการสะสมไอทางกายภาพที่ใช้ในการสร้างฟิล์มบาง ๆ ของวัสดุ ส่วนใหญ่ใช้สำหรับฟิล์มโลหะและหลังคาสุริยะการระเหยฟิล์มบางใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกันในการระเหยชิ้นส่วนขนาดใหญ่ของวัสดุในห้องสูญญากาศเพื่อทิ้งไว้ข้างหลังบาง ๆ กระบวนการระเหยฟิล์มบางที่ใช้กันอย่างแพร่หลายนั้นเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนและระเหยวัสดุเป้าหมายเองจากนั้นปล่อยให้มันกลั่นตัวบนพื้นผิวหรือพื้นผิวที่ได้รับฟิล์มบาง

โดยทั่วไปกระบวนการนี้จะเริ่มต้นในห้องสุญญากาศที่ปิดสนิทซึ่งได้รับการปรับให้เหมาะสมในการดึงไอและอนุภาคของก๊าซโดยการลดความดันอากาศและทำให้โมเลกุลของอากาศอื่น ๆ สิ่งนี้ไม่เพียง แต่ช่วยลดพลังงานที่จำเป็นในการระเหย แต่ยังช่วยให้เส้นทางตรงไปยังพื้นที่ที่มีการสะสมมากขึ้นเพราะอนุภาคไอจะไม่ถูกสะท้อนโดยอนุภาคอื่น ๆ ภายในห้อง โครงสร้างห้องไม่ดีที่มีแรงดันอากาศมากขึ้นจะช่วยลดผลกระทบที่สูญญากาศเหล่านี้ทำให้ฟิล์มบางที่เกิดขึ้นนั้นมีความราบรื่นและสม่ำเสมอน้อยลง

กลยุทธ์หลักสองประการสำหรับการกลายเป็นไอของวัสดุเป้าหมายคือการระเหยของลำอิเล็กตรอนและการระเหยของเส้นใย เทคนิคลำแสงอิเล็กตรอนเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนกับวัสดุที่มาถึงอุณหภูมิสูงด้วยการทิ้งระเบิดด้วยกระแสอิเล็กตรอนซึ่งถูกควบคุมโดยสนามแม่เหล็ก โดยปกติจะใช้ทังสเตนเป็นแหล่งกำเนิดของอิเล็กตรอนและสามารถผลิตความร้อนสำหรับวัสดุมากกว่าเทคนิคการระเหยเส้นใย แม้ว่าลำแสงอิเล็กตรอนสามารถให้อุณหภูมิที่สูงขึ้นได้ แต่ก็สามารถสร้างผลข้างเคียงที่เป็นอันตรายเช่นรังสีเอกซ์ซึ่งอาจทำให้วัสดุในห้องเสียหายได้ กระบวนการหลอมสามารถกำจัดผลกระทบเหล่านี้ได้

การระเหยของเส้นใยเป็นวิธีที่สองสำหรับกระตุ้นการระเหยในวัสดุและเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนผ่านองค์ประกอบความต้านทาน โดยปกติแล้วความต้านทานจะถูกสร้างขึ้นโดยการป้อนกระแสผ่านตัวต้านทานที่เสถียรทำให้เกิดความร้อนเพียงพอที่จะละลายแล้วทำให้กลายเป็นไอ แม้ว่ากระบวนการนี้จะเพิ่มโอกาสในการปนเปื้อนเล็กน้อย แต่ก็สามารถสร้างอัตราการสะสมที่รวดเร็วโดยเฉลี่ยประมาณ 1 นาโนเมตรต่อวินาที

เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการสะสมไออื่น ๆ เช่นการสปัตเตอร์และการระเหยไอสารเคมีการระเหยของฟิล์มบางมีข้อดีและข้อเสียที่สำคัญบางประการ ข้อเสียบางประการมีความสม่ำเสมอของพื้นผิวน้อยลงและครอบคลุมขั้นตอนลดลง ข้อดีรวมถึงอัตราการสะสมที่เร็วขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบกับการสปัตเตอร์และไอออนและอิเล็กตรอนความเร็วสูงที่น้อยลงซึ่งมักเกิดขึ้นในกระบวนการสปัตเตอร์