L'evaporazione durante la deposizione è un processo in cui i materiali di partenza vengono riscaldati ad alte temperature. Questo li fa fondere e poi evaporare o sublimare in un vapore. Gli atomi vaporizzati si condensano quindi sulle superfici, formando un sottile strato di materiale. Questo processo avviene in genere in una camera ad alto vuoto per ridurre al minimo le collisioni di gas e le reazioni indesiderate.
Come viene evaporato il materiale di partenza durante la deposizione? 5 fasi chiave spiegate
1. Riscaldamento del materiale di partenza
Il materiale di partenza viene riscaldato fino al punto in cui fonde e poi evapora o sublima. Per ottenere questo risultato si utilizzano varie fonti di energia, come le barche di evaporazione, le celle di effusione e i crogioli. Ad esempio, le barche di evaporazione in tungsteno o molibdeno utilizzano un elemento riscaldante o un fascio di elettroni per vaporizzare i materiali solidi.
2. Vaporizzazione e deposizione
Una volta in forma di vapore, gli atomi viaggiano e si depositano sulle superfici all'interno della linea di vista della camera di deposizione. La deposizione è direzionale, cioè il materiale si deposita principalmente da una direzione. Questo può portare a una deposizione non uniforme se la superficie del substrato è ruvida, un fenomeno noto come "shadowing" o "step coverage".
3. Ambiente ad alto vuoto
Il processo viene condotto in un ambiente ad alto vuoto (~10^-6 m.bar) per evitare l'ossidazione del materiale di partenza. Inoltre, garantisce che gli atomi vaporizzati non entrino in collisione con altri gas, il che potrebbe portare a reazioni indesiderate o influenzare l'uniformità e lo spessore dello strato depositato.
4. Controllo e precisione
Lo spessore e la composizione del film depositato possono essere controllati con precisione regolando la pressione di vapore del materiale di partenza e la temperatura del substrato. Questa precisione è fondamentale per le applicazioni che richiedono proprietà specifiche come la conduttività o la resistenza all'usura.
5. Sfide e considerazioni
Se l'evaporazione viene eseguita in condizioni di scarso vuoto o a pressione atmosferica, la deposizione può risultare non uniforme e apparire sfocata. Inoltre, gli atomi evaporati che entrano in collisione con le particelle estranee possono reagire con esse, compromettendo la purezza e le proprietà dello strato depositato.
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