Évaporation résistive

L'évaporation sous vide, aussi appelée évaporation, désigne le procédé consistant à évaporer le matériau de revêtement (ou film) et à le vaporiser par chauffage et évaporation sous vide. Les particules se déposent alors à la surface du substrat pour former un film. L'évaporation est la technologie de dépôt en phase vapeur la plus ancienne et la plus répandue. Elle présente les avantages d'une méthode de formation de film simple, d'une grande pureté et d'une grande compacité du film mince, ainsi que d'une structure et de performances uniques.

Le processus physique d'évaporation comprend : l'évaporation ou la sublimation du matériau déposé en particules gazeuses → le transport rapide des particules gazeuses de la source d'évaporation à la surface du substrat → les particules gazeuses se fixent à la surface du substrat pour se nucléer, se développer en un film solide → la reconstitution d'atomes en couche mince ou produire une liaison chimique.

Le substrat est placé dans une chambre à vide et chauffé par résistance, faisceau d'électrons, laser et autres méthodes afin d'évaporer ou de sublimer le matériau du film et de le vaporiser en particules (atomes, molécules ou agrégats) avec une certaine énergie (0,1 à 0,3 eV). Les particules gazeuses sont transportées vers le substrat selon un mouvement linéaire pratiquement sans collision. Certaines particules atteignant la surface du substrat sont réfléchies, tandis que l'autre partie est adsorbée sur le substrat et se propage à la surface. Cela entraîne des collisions bidimensionnelles entre les atomes déposés pour former des agrégats. Certaines particules peuvent rester brièvement à la surface avant de s'évaporer. Les agrégats de particules entrent constamment en collision avec des particules diffuses, absorbant ou émettant des particules individuelles. Ce processus se répète à plusieurs reprises et, lorsque le nombre de particules accumulées dépasse une certaine valeur critique, un noyau stable se forme. Il continue ensuite d'adsorber et de diffuser les particules et croît progressivement pour finalement former un film mince continu par contact et fusion des noyaux stables adjacents.

Pression de vapeur saturante (PV) : Pression à laquelle la vapeur du matériau évaporé dans une chambre à vide est en équilibre avec un solide ou un liquide à une température donnée. La courbe de relation entre la pression de vapeur saturante et la température est essentielle pour la technologie de fabrication des films, car elle peut nous aider à sélectionner rationnellement les matériaux d'évaporation et à déterminer les conditions d'évaporation.