高真空环境对电阻蒸发工艺至关重要,其主要原因有二:
实现分子直线传输
当气体从腔室中排出后,蒸汽分子在与气体分子发生碰撞前能够实现更长距离的运动。蒸发过程中若与气体分子碰撞会改变材料蒸汽的运动方向,从而影响基片镀膜的均匀性。当气体压力低于10⁻⁵托时,蒸汽分子与气体分子碰撞前的平均自由程大于1米——通常超过腔体尺寸。这意味着分子将从蒸发源到基片保持直线运动,使电阻蒸发具有高度定向性。这一特性对于微纳加工系统中的剥离工艺至关重要。
保障薄膜纯度
腔室内的残留气体会导致生长中的薄膜受到污染。特别是氧气和水分的存在:在有机发光器件和有机光伏器件等应用中,任何微量水分或氧气都会导致负责发光或吸光的功能活性物质猝灭。通过将这类气体的分压抽至10⁻⁶托范围以下,可显著提升蒸发薄膜及其相关器件的纯度。
技术特点总结
定向沉积实现精准镀膜
真空环境确保薄膜纯净度
适用于对氧化敏感的活性材料
满足微纳制造对精度的严苛要求
应用领域
▸ 装饰镀膜
为珠宝、手表外壳、汽车装饰件等产品镀上金、铬、镍等金属薄膜,提供美观且耐用的表面效果。
▸ 电极与互连
在集成电路和芯片制造中,通过热蒸发沉积高纯度的铝、金、银等金属,形成精密的电极和金属互连线。
▸ 薄膜器件
用于制备薄膜晶体管、金属-绝缘体-金属电容等器件的金属化层。
▸ 电极制备
在有机发光二极管和有机光伏器件的活性有机层上,热蒸发是沉积铝、银、钙等金属顶电极的关键工艺,能有效避免溶液法对底层功能层的损伤。
▸ 纳米材料
通过精确控制蒸发参数,可在特定基底上制备金属纳米颗粒或超薄薄膜,用于催化、传感等前沿研究。