Kaj je tankoplastno izhlapevanje?

Tankoplastno izhlapevanje je postopek fizičnega nanašanja hlapov, ki se uporablja za ustvarjanje tankih filmov materiala. Tankoplastno izhlapevanje, ki se najpogosteje uporablja za kovinske filme in solarne strehe, uporablja različne tehnologije za izhlapevanje večjih kosov materiala v vakuumski komori, da ostane za seboj tanka, enakomerna plast na površini. Najpogosteje uporabljen postopek tankoplastnega izhlapevanja vključuje segrevanje in izhlapevanje samega ciljnega materiala, nato pa mu omogoči kondenzacijo na substratu ali površini, ki sprejme tanek film.

Ta proces se običajno začne v zaprti vakuumski komori, ki je optimizirana za sesanje parnih in plinastih delcev z zmanjšanjem zračnega tlaka in gneče drugih molekul zraka. Ne samo, da to zmanjša energijo, potrebno za izhlapevanje, ampak omogoča tudi bolj neposredno pot do območja odlaganja, ker se parni delci ne odbijajo od toliko drugih delcev v komori. Slaba konstrukcija komore z večjim zračnim tlakom bo zmanjšala te učinke vakuuma, zaradi česar bo nastali tanek film postal manj gladek in enakomeren.

Dve glavni strategiji za uparjanje ciljnega materiala sta izhlapevanje z elektronskim žarkom in izhlapevanje filamenta. Tehnike elektronskega žarka vključujejo segrevanje izvornega materiala na visoke temperature z bombardiranjem s tokom elektronov, ki jih usmerja magnetno polje. Volfram se običajno uporablja kot vir elektronov in lahko proizvede več toplote za material kot tehnike izhlapevanja z žarilno nitko. Čeprav lahko elektronski žarki dosežejo višje temperature, lahko povzročijo tudi nenamerne škodljive stranske učinke, kot so rentgenski žarki, ki bi lahko poškodovali materiale v komori. Postopek žarjenja lahko odpravi te učinke.

Izhlapevanje filamenta je druga metoda za induciranje izhlapevanja v materialu in vključuje segrevanje skozi uporovne elemente. Običajno se upor ustvari z dovajanjem toka skozi stabilen upor, ki ustvari dovolj toplote, da se material stopi in nato upari. Čeprav bi ta postopek lahko nekoliko povečal verjetnost kontaminacije, lahko ustvari hitre stopnje odlaganja, ki v povprečju znašajo približno 1 nm na sekundo.

V primerjavi z drugimi metodami nanašanja s paro, kot sta brizganje in kemično nanašanje hlapov, ima tankoplastno izhlapevanje nekaj ključnih prednosti in slabosti. Nekatere pomanjkljivosti vključujejo manjšo enakomernost površine in manjšo pokritost korakov. Prednosti vključujejo hitrejše stopnje nanašanja, zlasti v primerjavi z brizganjem, in manj hitrih ionov in elektronov, ki so pogosti v postopkih brizganja.