Evaporazione resistiva

L'evaporazione sotto vuoto, nota anche come evaporazione, si riferisce al processo di evaporazione del materiale di rivestimento (o materiale del film) e alla sua vaporizzazione mediante un particolare metodo di riscaldamento ed evaporazione in condizioni di vuoto, con le particelle che si dirigono verso la superficie del substrato per formare un film. L'evaporazione è una delle tecnologie di deposizione da vapore più antiche e ampiamente utilizzate, che presenta i vantaggi di un metodo di formazione del film semplice, di un'elevata purezza e compattezza del film sottile e di una struttura e prestazioni del film uniche.

Il processo fisico dell'evaporazione comprende: l'evaporazione o sublimazione del materiale depositato in particelle gassose → il rapido trasporto delle particelle gassose dalla fonte di evaporazione alla superficie del substrato → le particelle gassose si attaccano alla superficie del substrato per nucleare, crescere in una pellicola solida → ricostituzione degli atomi della pellicola sottile o produzione di legami chimici.

Il substrato viene posizionato in una camera a vuoto e riscaldato mediante resistenza, fascio di elettroni, laser e altri metodi per evaporare o sublimare il materiale del film e vaporizzarlo in particelle (atomi, molecole o cluster) con una certa energia (0,1~0,3 eV). Le particelle gassose vengono trasportate verso il substrato con un movimento lineare praticamente privo di collisioni; alcune delle particelle che raggiungono la superficie del substrato vengono riflesse, mentre l'altra parte viene adsorbita sul substrato e si diffonde sulla superficie, dando luogo a collisioni bidimensionali tra gli atomi depositati per formare cluster; alcune possono rimanere sulla superficie per un breve periodo e poi evaporare. I cluster di particelle collidono costantemente con le particelle diffuse, adsorbendo o emettendo singole particelle. Questo processo viene ripetuto ripetutamente e, quando il numero di particelle raccolte supera un certo valore critico, si forma un nucleo stabile, che continua ad assorbire e diffondere particelle, crescendo gradualmente e infine formando un film sottile continuo attraverso il contatto e la fusione di nuclei stabili adiacenti.

Pressione di vapore saturo (PV): la pressione alla quale il vapore del materiale evaporato in una camera a vuoto è in equilibrio con un solido o un liquido a una certa temperatura. La curva di relazione tra pressione di vapore saturo e temperatura è di grande importanza per la tecnologia di fabbricazione di film, poiché può aiutarci a selezionare razionalmente i materiali per l'evaporazione e a determinare le condizioni di evaporazione.