La differenza principale tra l'evaporazione termica e quella a fascio di elettroni risiede nel metodo utilizzato per vaporizzare il materiale. L'evaporazione termica utilizza una corrente elettrica per riscaldare il crogiolo, che fonde ed evapora il materiale di partenza, mentre l'evaporazione a fascio di elettroni utilizza un fascio di elettroni ad alta energia per riscaldare direttamente il materiale di partenza.
Evaporazione termica:
Nell'evaporazione termica, il processo prevede il riscaldamento di un crogiolo contenente il materiale a una temperatura elevata, che ne provoca la vaporizzazione. Il materiale vaporizzato si condensa poi su un substrato formando un film sottile. Questo metodo è adatto ai materiali che richiedono una temperatura di fusione più bassa, come i metalli e i non metalli. Tuttavia, l'evaporazione termica può dare luogo a rivestimenti di film sottile meno densi e presenta un rischio maggiore di impurità a causa del riscaldamento del crogiolo. Il tasso di deposizione nell'evaporazione termica è generalmente inferiore rispetto all'evaporazione a fascio di elettroni.Evaporazione a fascio di elettroni:
- L'evaporazione a fascio di elettroni, invece, utilizza un fascio di elettroni ad alta energia per riscaldare direttamente il materiale. Questo metodo è in grado di riscaldare i materiali a temperature molto più elevate, consentendo l'evaporazione di materiali ad alta temperatura e di metalli refrattari come tungsteno, tantalio o grafite. L'uso di un focolare di rame raffreddato ad acqua nell'evaporazione a fascio di elettroni assicura che il riscaldamento sia localizzato, mantenendo la purezza del materiale di partenza e prevenendo la contaminazione dai componenti vicini. Questo metodo offre anche tassi di deposizione più elevati ed è più controllabile, ma richiede un'elettronica complessa e costosa.Confronto:
- Metodo di riscaldamento: L'evaporazione termica utilizza la corrente elettrica per riscaldare il crogiolo, mentre l'evaporazione a fascio elettronico utilizza un fascio di elettroni ad alta energia per riscaldare direttamente il materiale.
- Idoneità dei materiali: L'evaporazione termica è adatta a materiali con punti di fusione più bassi, mentre l'evaporazione a fascio di elettroni può trattare materiali con punti di fusione più elevati.
- Purezza e impurità: L'evaporazione a fascio di elettroni produce generalmente film di maggiore purezza grazie al riscaldamento localizzato e all'assenza di riscaldamento del crogiolo, riducendo il rischio di impurità.
- Velocità di deposizione: L'evaporazione a fascio di elettroni ha un tasso di deposizione più elevato rispetto all'evaporazione termica.
Complessità e costi:
I sistemi di evaporazione a fascio di elettroni sono più complessi e costosi e richiedono un'elettronica avanzata e funzioni di sicurezza.
