ما هو ترسيب الأغشية الرقيقة عن طريق التبخر الحراري؟

يعد التبخير الحراري إحدى الطرق الشائعة لترسيب البخار الفيزيائي (PVD). هذا شكل من أشكال ترسيب الأغشية الرقيقة ، وهي تقنية فراغية لتطبيق الطلاء التبخر آلة طلاء الفراغ الموردين من المواد النقية على سطح أجسام مختلفة. عادة ما تكون الطلاءات ، التي تسمى أيضًا الأفلام ، في نطاق سمك الأنجستروم إلى الميكرونات ويمكن أن تكون مادة واحدة ، أو يمكن أن تكون مواد متعددة في هيكل متعدد الطبقات.
يمكن أن تكون المواد التي سيتم تطبيقها باستخدام تقنيات التبخير الحراري عناصر ذرية نقية بما في ذلك المعادن وغير المعدنية ، أو يمكن أن تكون جزيئات مثل الأكاسيد والنتريد. يشار إلى الكائن المراد طلاؤه بالركيزة ، ويمكن أن يكون أيًا من مجموعة متنوعة من الأشياء مثل: رقائق أشباه الموصلات ، أو الخلايا الشمسية ، أو المكونات الضوئية ، أو العديد من الاحتمالات الأخرى.

يتضمن التبخر الحراري تسخين مادة صلبة داخل غرفة مفرغة عالية ، ونقلها إلى درجة حرارة تنتج بعض ضغط البخار. داخل الفراغ ، حتى ضغط البخار المنخفض نسبيًا يكفي لرفع سحابة بخار داخل الغرفة. تشكل هذه المادة المتبخرة الآن تيارًا بخاريًا يمر بالغرفة ويضرب الركيزة ويلتصق بها كطلاء أو فيلم.
نظرًا لأنه في معظم حالات عمليات التبخير الحراري يتم تسخين المادة إلى درجة انصهارها وتكون سائلة ، فعادة ما تكون موجودة في قاع الحجرة ، وغالبًا ما تكون في نوع من البوتقة المستقيمة. ثم يرتفع البخار فوق هذا المصدر السفلي ، ويتم تثبيت الركائز مقلوبة في تركيبات مناسبة في الجزء العلوي من الغرفة. وبالتالي فإن الأسطح المراد طلائها تكون متجهة لأسفل باتجاه مادة المصدر المسخنة لتلقي طلاءها.
قد يتعين اتخاذ خطوات لضمان التصاق الفيلم ، وكذلك التحكم في خصائص الفيلم المختلفة حسب الرغبة. لحسن الحظ ، يمكن أن يسمح تصميم وطرق نظام التبخير الحراري بإمكانية تعديل عدد من المعلمات من أجل إعطاء مهندسي العمليات القدرة على تحقيق النتائج المرجوة لمثل هذه المتغيرات مثل السماكة والتوحيد وقوة الالتصاق والضغط وبنية الحبوب والخصائص البصرية أو الكهربائية ، إلخ. .
هناك وسيلتان أساسيتان لتسخين مادة المصدر. إحدى الطرق ، التي يشار إليها غالبًا باسم تبخير الفتيل ، هي عنصر أو خيوط مقاومة كهربائية بسيطة للحرارة. هناك العديد من التكوينات الفيزيائية المختلفة لشعيرات التبخر المقاومة ، بما في ذلك العديد من المعروف باسم "القوارب" - وهي عبارة عن قطع من الصفائح المعدنية الرقيقة من معادن ذات درجة حرارة عالية مناسبة (مثل التنجستن) مع مسافات بادئة أو أحواض يتم وضع المادة فيها. يوفر مصدر الفتيل أمان الجهد المنخفض ، على الرغم من الحاجة إلى تيار عالٍ جدًا ، عادةً عدة مئات من الأمبيرات.