Bốc hơi điện trở

Bốc hơi chân không, gọi là bốc hơi, là phương pháp quy trình bốc hơi vật liệu phủ (hoặc vật liệu màng) và bốc hơi bằng phương pháp gia nhiệt và bốc hơi nhất định trong điều kiện chân không, và các hạt bay đến bề mặt của chất nền để tạo thành màng. Bốc hơi là công nghệ lắng đọng hơi sớm nhất và được sử dụng rộng rãi nhất, có ưu điểm là phương pháp tạo màng đơn giản, độ tinh khiết và độ chặt của màng mỏng cao, cấu trúc và hiệu suất màng độc đáo.

Quá trình bay hơi vật lý bao gồm: sự bay hơi hoặc thăng hoa của vật liệu lắng đọng thành các hạt khí → sự vận chuyển nhanh chóng các hạt khí từ nguồn bay hơi đến bề mặt của chất nền → các hạt khí bám vào bề mặt của chất nền để hình thành hạt, phát triển thành màng rắn → sự tái tạo các nguyên tử màng mỏng hoặc tạo ra liên kết hóa học.

Chất nền được đặt trong buồng chân không và được gia nhiệt bằng điện trở, chùm electron, laser và các phương pháp khác để bay hơi hoặc thăng hoa vật liệu màng và hóa hơi thành các hạt (nguyên tử, phân tử hoặc cụm) với năng lượng nhất định (0,1 ~ 0,3eV). Các hạt khí được vận chuyển đến chất nền theo chuyển động tuyến tính về cơ bản là không va chạm và một số hạt tiếp cận bề mặt của chất nền được phản xạ, phần còn lại được hấp phụ trên chất nền và lan ra trên bề mặt, dẫn đến va chạm hai chiều giữa các nguyên tử lắng đọng để tạo thành các cụm và một số có thể ở trên bề mặt trong một thời gian ngắn rồi bay hơi. Các cụm hạt liên tục va chạm với các hạt khuếch tán, hoặc hấp phụ hoặc phát ra các hạt đơn lẻ. Quá trình này được lặp lại nhiều lần và khi số lượng hạt thu thập được vượt quá một giá trị tới hạn nhất định, nó sẽ trở thành một hạt nhân ổn định, sau đó tiếp tục hấp phụ và khuếch tán các hạt và dần dần phát triển, và cuối cùng tạo thành một màng mỏng liên tục thông qua sự tiếp xúc và hợp nhất của các hạt nhân ổn định liền kề.

Áp suất hơi bão hòa (PV): Áp suất mà hơi của vật liệu bốc hơi trong buồng chân không ở trạng thái cân bằng với chất rắn hoặc chất lỏng ở nhiệt độ nhất định. Đường cong quan hệ giữa áp suất hơi bão hòa và nhiệt độ có ý nghĩa rất lớn đối với công nghệ chế tạo màng, có thể giúp chúng ta lựa chọn hợp lý vật liệu bốc hơi và xác định điều kiện bốc hơi.