Нанесение пленок методом термического испарения

Все вещества находятся в одном из трех агрегатных состояний. Испарение, т.е. переход частиц в парообразное состояние происходит, когда энергия нагрева настолько высока, что связь с окружающими частицами нарушается и они покидают поверхность. Условной температурой испарения вещества считается такая, при которой давление насыщенного пара составляет 1,3 Па. Для большинства веществ температура испарения обычно выше температуры плавления, т.е. испарение происходит из жидкого состояния. Однако, некоторые металлы испаряются из твердого состояния. Процесс испарения вещества из твердого состояния, минуя жидкую фазу называется сублимацией или возгонкой. Поток испаренного вещества, состоящий из молекул не претерпевающих на своем пути столкновений и рассеяний, и поэтому движущиеся прямолинейно называются молекулярным потоком.

При давлении в камере 10^-2Па длина свободного пробега молекул составляет 50 см, что превышает реальные размеры камеры, поэтому для создания прямолинейных траекторий между испарителем и изделием достаточно создавать в камере разряжение 10^-3-10^-5. Кроме того необходимо обеспечить равномерность нанесения пленки на изделие. Толщина пленки данной точки определяется количеством частиц, достигающих ее в единицу времени. Однако площадь источника намного меньше площади обрабатываемых изделий. В результате добиться равномерности потока невозможно. Скорость нанесения пленки (рис. 6, а) будет не одинакова в точке 0 и в точках а и в. Чем дальше от оси ОS тем ниже скорость нанесения пленки и тем меньше ее толщина. При плоском подложко держателе неравномерность составляет 20%. Наиболее простым способом снижении неравномерности является увеличение расстояния d_КРИТ.. Однако, это уменьшит скорость конденсации пленки, что отрицательно сказывается на ее свойствах. Наиболее реальным способом уменьшения неравномерности является придание подложко держателю сферической формы (рис. 6, б). При этом неравномерность снижается до 10%. Если этого недостаточно, используют двойное вращение или так называемую «планетарную карусель» (рис. 6, в).