Naparovanie

Naparovanie je bežná metóda nanášania tenkých filmov. Zdrojový materiál je nanášaný vo vákuu. Vákuum umožňuje presun odparených častíc priamo na substrát, kde sa tieto častice skondenzujú späť do tuhého stavu. Naparovanie je využívané v mikrovýrobe a na výrobu produktov ako sú napr. pokované fólie.

Naparovacie zariadenie určené na pokovovanie v technologickom inštitúte LAAS v Toulouse.

Fyzikálne princípy

Naparovanie v sebe zahŕňa dva základné procesy:

1. Odparenie materiálu
2. Kondenzácia na substráte

Podobá sa to známemu procesu, pri ktorom sa voda v kvapalnom stave objaví na pokrývke hrnca pri varení. Ale plynné prostredie a zdroj tepla sa líšia. Naparovanie prebieha vo vákuu, to znamená, že pary nepochádzajúce zo zdrojového materiálu sú odstránené ešte pred začiatkom procesu.

Odparené častice sa presúvajú priamo k cieľovému substrátu bez stretu s ostatnými plynmi – toto je zabezpečené vákuom (high vacuum). Pri tlaku 10⁻⁴ Pa je pre časticu veľkosti 0,4 nm stredná voľná cesta asi 60 m. Žeraviace objekty v naparovacej komore (žeraviace vlákna) produkujú neželané pary, ktoré obmedzujú kvalitu vákua.

Vybavenie

Každý naparovací systém obsahuje vákuovú pumpu. Taktiež obsahuje zdroj energie, ktorý zabezpečí odparenie materiálu určeného na nanesenie. Existuje viacero rôznych energetických zdrojov:

• pri termálnej metóde: kovový drôt je pripojený k nahrievanému keramickému naparovaču označovanému „loď“. V dutine „lode“ sa vytvorí roztavený kov a odparí sa do oblaku nad zdrojovým materiálom. Iný spôsob je, že zdrojový materiál je uložený v banke a nahrievaný žiarením alebo je zdrojový materiál priamo zavesený na žeraviace vlákno.
  • Vyspelejšou formou termálnej metódy je epitaxia z molekulárnych zväzkov.
• pri metóde elektrónového lúča: zdroj je nahrievaný elektrónovým lúčom s energiou až do 15 keV (1 eV=1.602×10⁻¹⁹ J)
• pri FLASH naparovaní: jemný drôt je rovnomerne pripevnený na žeraviacu tyč a pri kontakte sa odparuje.
• pri Odporovom naparovaní sa vykonáva prechodom prúdu cez odporový drôt alebo fóliu s obsahom materiálu na odparenie.

Niektoré systémy využívajú uchopenie substrátu, pri ktorom je substrát neustále otáčaný okolo dvoch osí, čím sa zabráni tieneniu.

Zdroj

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Evaporation (deposition) na anglickej Wikipédii.