Aufdampfbeschichtung: Durch Erhitzen und Verdampfen einer bestimmten Substanz, um sie auf der festen Oberfläche abzuscheiden, wird sie als Aufdampfbeschichtung bezeichnet.Diese Methode wurde erstmals 1857 von M. Faraday vorgeschlagen und ist zu einer der
in der heutigen Zeit gebräuchliche Beschichtungstechniken.Der Aufbau der Aufdampfanlage ist in Bild 1 dargestellt.
Verdampfte Substanzen wie Metalle, Verbindungen usw. werden in einen Tiegel gegeben oder an einen heißen Draht als Verdampfungsquelle gehängt, und das zu plattierende Werkstück, wie Metall, Keramik, Kunststoff und andere Substrate, wird davor platziert Tiegel.Nachdem das System auf Hochvakuum evakuiert wurde, wird der Tiegel erhitzt, um den Inhalt zu verdampfen.Die Atome oder Moleküle der verdampften Substanz lagern sich kondensiert auf der Oberfläche des Substrats ab.Die Dicke des Films kann von Hunderten von Angström bis zu mehreren Mikrometern reichen.Die Dicke des Films wird durch die Verdampfungsrate und -zeit der Verdampfungsquelle (oder die Beladungsmenge) bestimmt und hängt mit dem Abstand zwischen der Quelle und dem Substrat zusammen.Für großflächige Beschichtungen werden oft ein rotierendes Substrat oder mehrere Verdampfungsquellen verwendet, um die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke zu gewährleisten.Der Abstand von der Verdampfungsquelle zum Substrat sollte geringer sein als die mittlere freie Weglänge von Dampfmolekülen im Restgas, um zu verhindern, dass die Kollision von Dampfmolekülen mit Restgasmolekülen chemische Wirkungen verursacht.Die durchschnittliche kinetische Energie von Dampfmolekülen beträgt etwa 0,1 bis 0,2 Elektronenvolt.
Es gibt drei Arten von Verdunstungsquellen.
①Widerstandsheizquelle: Verwenden Sie hochschmelzende Metalle wie Wolfram und Tantal, um Bootsfolie oder -filament herzustellen, und legen Sie elektrischen Strom an, um die verdampfte Substanz darüber oder im Tiegel zu erhitzen (Abbildung 1 [Schematisches Diagramm der Verdampfungsbeschichtungsanlage] Vakuumbeschichtung) Widerstandsheizung Quelle wird hauptsächlich verwendet, um Materialien wie Cd, Pb, Ag, Al, Cu, Cr, Au, Ni zu verdampfen;
② Hochfrequenz-Induktionsheizquelle: Verwenden Sie Hochfrequenz-Induktionsstrom, um den Tiegel und das Verdampfungsmaterial zu erhitzen;
③Elektronenstrahl-Heizquelle: Anwendbar Bei Materialien mit höherer Verdampfungstemperatur (nicht niedriger als 2000 [618-1]) wird das Material durch Beschuss mit Elektronenstrahlen verdampft.
Im Vergleich zu anderen Vakuumbeschichtungsverfahren hat die Aufdampfbeschichtung eine höhere Abscheidungsrate und kann mit elementaren und nicht thermisch zersetzten Verbindungsfilmen beschichtet werden.
Um einen hochreinen Einkristallfilm abzuscheiden, kann Molekularstrahlepitaxie verwendet werden.Die Molekularstrahlepitaxievorrichtung zum Züchten einer dotierten GaAlAs-Einkristallschicht ist in Fig. 2 [Schematisches Diagramm der Vakuumbeschichtung einer Molekularstrahlepitaxievorrichtung] gezeigt.Der Strahlofen ist mit einer Molekularstrahlquelle ausgestattet.Wenn es im Ultrahochvakuum auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird, werden die Elemente im Ofen in einem strahlartigen Molekülstrom auf das Substrat geschleudert.Das Substrat wird auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, die auf dem Substrat abgeschiedenen Moleküle können wandern und die Kristalle wachsen in der Reihenfolge des Substratkristallgitters.Dazu kann Molekularstrahlepitaxie verwendet werden
einen hochreinen zusammengesetzten Einkristallfilm mit dem erforderlichen stöchiometrischen Verhältnis zu erhalten.Der Film wächst am langsamsten. Die Geschwindigkeit kann auf 1 Einzelschicht/Sek. geregelt werden.Durch Steuern des Prallblechs kann der Einkristallfilm mit der erforderlichen Zusammensetzung und Struktur genau hergestellt werden.Molekularstrahlepitaxie wird weithin verwendet, um verschiedene optische integrierte Vorrichtungen und verschiedene Übergitterstrukturfilme herzustellen.
Postzeit: 31. Juli 2021