진공증착코팅은 증발이라 일컬어지며, 진공상태에서 일정한 가열 및 증발방식을 이용하여 코팅재료(또는 필름재료)를 증발, 기화시키는 공정을 말하며, 입자가 기판 표면으로 날아가서 응축되어 증발하는 과정을 말합니다. 필름을 형성합니다. 증발은 초기에 널리 사용되는 기상 증착 기술로, 간단한 성막 방법, 높은 막 순도 및 소형화, 독특한 막 구조 및 성능 등의 장점을 가지고 있습니다. 진공증착에 사용되는 재료를 증발재료라고 합니다.
증착 물질이 증발 또는 승화되어 기체 입자로 → 기체 입자가 증발원에서 기판 표면으로 빠르게 이동 → 기체 입자가 기판 표면에 부착되어 핵을 형성하고 고체막으로 성장 → 막 원자 재구성 또는 화학 결합이 발생합니다.
기판을 진공챔버에 넣고 저항, 전자빔, 레이저 등으로 필름재료를 가열하여 필름재료를 증발 또는 승화시킨 후 일정한 에너지를 갖는 입자(원자, 분자 또는 원자단)로 기화시킵니다. 0.1-0.3eV).
기체 입자는 충돌 없이 선형 운동으로 기판으로 빠르게 이송됩니다. 기판 표면에 도달한 입자의 일부는 반사되고, 다른 부분은 기판에 흡착되어 표면에서 확산됩니다. 퇴적된 원자 사이에 2차원 충돌이 일어나 클러스터를 형성합니다. 증발하기 전에 짧은 시간 동안 표면에 남아 있을 수 있습니다.
입자 클러스터는 확산하는 입자와 지속적으로 충돌하거나 단일 입자를 흡수하거나 단일 입자를 방출합니다.
이 과정이 반복됩니다. 응집된 입자의 수가 특정 임계값을 초과하면 안정된 핵이 된 후 계속해서 입자를 흡수하고 확산하여 점차 성장합니다. 마지막으로 인접한 안정한 핵의 접촉과 병합을 통해 연속적인 막이 형성됩니다.
저항 증발 원리: 증발 온도가 1000~2000°C인 물질은 저항을 증발원으로 사용하여 가열할 수 있습니다. 히터는 저항에 통전된 후 열을 발생시키며, 발생된 열은 증발 물질의 분자 또는 원자가 증발하기에 충분한 운동 에너지를 얻도록 합니다.
1. 증발 소스는 일반적으로 필라멘트 (0.05-0.13cm)이며 작동이 쉽고 소모품이 저렴하며 교체가 쉽습니다.
2. 증발 물질은 전열선을 적시고 표면 장력에 의해 지지되어야 합니다. 금속이나 합금만 증발할 수 있으며, 전열선이 부서지기 쉽습니다.
3. 일반적으로 사용되는 증발 원료는 W, Mo, Ta, 고온 내성 금속 산화물, 세라믹 또는 흑연 도가니입니다.
전기 임대료 증발의 단점: 지지체와 증발기 사이에 반응이 있을 수 있습니다. 일반적인 작업 온도는 1500~1900℃이며 더 높은 증발 온도를 달성하기 어렵기 때문에 증발 가능한 물질이 제한됩니다. 증발율이 낮다; 가열 속도가 높지 않고, 증발 시 증발되는 물질이 합금이나 화합물인 경우, 분해되거나 증발 속도가 달라져 필름의 조성이 증발된 물질의 조성에서 벗어날 수 있습니다. 고온에서 탄탈륨과 금은 합금을 형성하고, 알루미늄, 철, 니켈, 코발트 등은 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈륨 등과 합금을 형성하며, 텅스텐, 몰리브덴은 물이나 산소와 반응하여 휘발성 산화물 가스를 형성합니다.
전자빔은 5-10KV의 전기장을 통과한 후 가속된 후 증발될 물질의 표면에 집속되고, 그 에너지는 증발할 물질에 전달되어 녹아 증발하게 된다.
1. 내화물의 증발을 실현할 수 있으며, 큰 출력밀도로 빠른 증발을 실현하여 합금의 박리를 방지할 수 있습니다.
2. 여러 개의 도가니를 동시에 배치할 수 있으며 다양한 물질을 동시에 또는 별도로 증발시킬 수 있습니다.
3. 무공해. 대부분의 전자빔 증발 시스템은 자기 집중 또는 자기 굽힘 전자빔을 사용합니다. 증발된 물질을 수냉식 도가니에 넣고, 그 도가니(수냉식 도가니)와 접촉한 증발 대상 물질은 고체 상태로 남아 물질 표면에서 증발한다.
도가니와 증발 물질 사이의 반응을 효과적으로 억제하며, 증발 물질과 도가니 사이의 반응 가능성이 매우 작아 고순도 박막 제조에 적합하며 광학 분야에서 박막 물질을 제조할 수 있습니다. Mo, Ta, Nb, MgF2, Ga2Te3, TiO2, Al2O3, SnO2, Si 등과 같은 전자 및 광전자 공학; 기화된 분자 운동 에너지가 더 크고, 저항 가열보다 더 단단하고 밀도가 높은 필름을 얻을 수 있습니다.
전자빔 증발의 단점: 증발된 가스와 잔류 가스를 이온화할 수 있으며, 이는 때때로 필름 층의 품질에 영향을 미칩니다. 전자빔 증발 장치의 구조가 복잡하고 비용이 많이 든다. 생성된 엑스레이는 인체에 일정한 손상을 줍니다.
레이저 증발 원리 : 레이저를 열원으로 사용하며 고에너지 레이저 빔이 진공 챔버의 창을 통과하여 증발된 물질을 승화점까지 가열한 후 가스로 변환하여 진공실에 증착합니다. 영화.
1. 비접촉 가열을 사용하고 오염을 줄이며 진공 챔버를 단순화하고 초진공 상태에서 순수 필름을 준비하는 데 적합합니다.
2. 열원은 깨끗하고 가열 본체의 오염이 없습니다.
3. 포커싱은 높은 출력을 얻을 수 있으며 세라믹 및 복합 구성 재료와 같은 고융점 재료를 증착할 수 있습니다(순간 증발).
4. 빔이 집중되고 레이저 장치를 장거리에 배치할 수 있으며 일부 특수 재료 필름(고방사성 물질 등)을 안전하게 증착할 수 있습니다.
5. 증발률이 높고 필름의 접착력이 높습니다.
레이저 증발의 단점: 필름 두께를 제어하기가 어렵습니다. 과열 분해 및 화합물 스퍼터링을 일으킬 수 있습니다. 레이저 증발 장비의 비용은 상대적으로 높습니다.
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