การสะสมของฟิล์มบางโดยการระเหยด้วยความร้อนคืออะไร?

หนึ่งในวิธีการทั่วไปของการสะสมไอทางกายภาพ (PVD) คือการระเหยด้วยความร้อน นี่คือรูปแบบหนึ่งของการสะสมฟิล์มบาง ซึ่งเป็นเทคโนโลยีสูญญากาศสำหรับการเคลือบสี เครื่องเคลือบสูญญากาศระเหย ซัพพลายเออร์ ของวัสดุบริสุทธิ์สู่พื้นผิวของวัตถุต่างๆ สารเคลือบหรือที่เรียกว่าฟิล์มมักจะอยู่ในช่วงความหนาของอังสตรอมถึงไมครอน และสามารถเป็นวัสดุเดียวหรือสามารถเป็นวัสดุได้หลายแบบในโครงสร้างเป็นชั้น
วัสดุที่จะใช้กับเทคนิคการระเหยด้วยความร้อนอาจเป็นธาตุอะตอมบริสุทธิ์รวมทั้งโลหะและอโลหะ หรืออาจเป็นโมเลกุล เช่น ออกไซด์และไนไตรด์ วัตถุที่จะเคลือบเรียกว่าสารตั้งต้น และสามารถเป็นอะไรก็ได้ เช่น เซมิคอนดักเตอร์เวเฟอร์ เซลล์แสงอาทิตย์ ส่วนประกอบทางแสง หรือความเป็นไปได้อื่นๆ

การระเหยด้วยความร้อนเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่วัสดุที่เป็นของแข็งภายในห้องสูญญากาศสูง นำไปที่อุณหภูมิซึ่งสร้างความดันไอบางส่วน ภายในสุญญากาศ แม้แต่ความดันไอที่ค่อนข้างต่ำก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดไอระเหยภายในห้องได้ ขณะนี้วัสดุที่ระเหยกลายเป็นไอซึ่งไหลผ่านห้องและกระทบกับซับสเตรตโดยเกาะติดกับสารเคลือบหรือฟิล์ม
เนื่องจากในกรณีส่วนใหญ่ของการระเหยด้วยความร้อน วัสดุจะถูกให้ความร้อนจนถึงจุดหลอมเหลวและเป็นของเหลว จึงมักจะตั้งอยู่ที่ด้านล่างของห้องเพาะเลี้ยง ซึ่งมักจะอยู่ในถ้วยใส่ตัวอย่างแบบตั้งตรงบางประเภท จากนั้นไอระเหยจะลอยขึ้นเหนือแหล่งกำเนิดด้านล่างนี้ และพื้นผิวจะถูกคว่ำในการติดตั้งที่เหมาะสมที่ด้านบนของห้องเพาะเลี้ยง พื้นผิวที่ตั้งใจจะเคลือบจึงหันไปทางวัสดุต้นทางที่ได้รับความร้อนเพื่อรับการเคลือบ
อาจต้องดำเนินการตามขั้นตอนเพื่อให้มั่นใจถึงการยึดเกาะของฟิล์ม รวมทั้งควบคุมคุณสมบัติของฟิล์มต่างๆ ได้ตามต้องการ โชคดีที่การออกแบบและวิธีการของระบบการระเหยด้วยความร้อนสามารถปรับค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ได้ เพื่อให้วิศวกรกระบวนการสามารถบรรลุผลลัพธ์ที่ต้องการสำหรับตัวแปรต่างๆ เช่น ความหนา ความสม่ำเสมอ แรงยึดเกาะ ความเค้น โครงสร้างเกรน คุณสมบัติทางแสงหรือทางไฟฟ้า ฯลฯ .
มีสองวิธีหลักในการให้ความร้อนแก่วัสดุต้นทาง วิธีหนึ่งซึ่งมักเรียกว่าการระเหยของเส้นใยคือองค์ประกอบความร้อนแบบต้านทานไฟฟ้าอย่างง่ายหรือเส้นใย มีการกำหนดค่าทางกายภาพที่แตกต่างกันมากมายของเส้นใยการระเหยแบบต้านทานเหล่านี้ รวมถึงหลายแบบที่รู้จักกันในชื่อ "เรือ" ซึ่งเป็นชิ้นส่วนโลหะแผ่นบางๆ ของโลหะที่มีอุณหภูมิสูงที่เหมาะสม (เช่น ทังสเตน) โดยมีรอยเว้าหรือร่องสำหรับวางวัสดุ แหล่งที่มาของไส้หลอดมีความปลอดภัยสำหรับแรงดันไฟต่ำ แม้ว่าจะต้องใช้กระแสไฟสูงมากก็ตาม โดยปกติจะมีหลายร้อยแอมป์