La evaporación térmica en vacío es una técnica de deposición física en fase vapor (PVD) en la que un material se calienta en una cámara de vacío hasta que se vaporiza y luego se condensa sobre un sustrato.
Este proceso se utiliza para depositar películas finas de material sobre un sustrato, normalmente en un entorno controlado con baja presión de gas para garantizar que el material vaporizado llegue al sustrato sin colisiones.
Explicación de los 5 pasos clave
1. Configuración del proceso
El proceso comienza con una cámara de vacío, normalmente de acero inoxidable.
Esta cámara aloja un crisol o barca fabricado con materiales refractarios como el tungsteno o el molibdeno.
El material que se va a depositar (evaporante) se coloca dentro de este crisol.
2. Calentamiento y evaporación
El material se calienta mediante corriente eléctrica o haces de electrones.
Este calentamiento continúa hasta que los átomos de la superficie del material adquieren suficiente energía para abandonar la superficie, convirtiéndose en vapor.
La presión de vapor del material debe alcanzar al menos 10 mTorr para que la deposición sea efectiva.
3. Deposición en vacío
El entorno de vacío es crucial, ya que garantiza que el material vaporizado se desplace hasta el sustrato sin chocar con las moléculas de gas.
La presión dentro de la cámara se mantiene a un nivel en el que el camino libre medio de las partículas vaporizadas es mayor que la distancia entre la fuente y el sustrato, normalmente entre 10^-5 y 10^-9 Torr.
4. Recubrimiento del sustrato
El material vaporizado se condensa sobre el sustrato, formando una fina película.
El sustrato suele estar situado por encima del material que se evapora y la deposición se realiza en "línea de visión", lo que significa que el vapor sigue una trayectoria directa desde la fuente hasta el sustrato.
5. Energía y microestructura
Dado que la energía de los iones que inciden sobre la superficie del sustrato es baja, el sustrato suele calentarse a alta temperatura (entre 250 °C y 350 °C) para modificar la microestructura de la capa depositada, que puede diferir significativamente del material a granel.
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