La evaporación térmica es una técnica de deposición física en fase vapor (PVD) en la que un material se calienta en un entorno de alto vacío hasta que se vaporiza.
A continuación, el vapor se deposita sobre un sustrato para formar una fina película.
Este método es conocido por su sencillez y eficacia, lo que lo convierte en una opción popular para diversas aplicaciones.
¿Qué es un sistema de evaporación térmica? (Explicación de los 3 pasos clave)
1. 1. Calentamiento del material
El material a evaporar se coloca en un recipiente resistivo o crisol dentro de una cámara de vacío.
Se calienta eléctricamente mediante calentamiento por julios o utilizando como recipiente un material con un punto de fusión más alto.
El calentamiento continúa hasta que el material alcanza su punto de evaporación, en el que sus átomos superficiales adquieren suficiente energía para abandonar la superficie.
2. Vaporización y deposición
Una vez que el material se vaporiza, las moléculas de vapor viajan a través de la cámara de vacío.
El entorno de vacío garantiza que las moléculas puedan moverse sin colisionar con otras partículas, manteniendo su dirección y energía (normalmente menos de 1 eV).
La trayectoria libre media en la cámara debe ser mayor que la distancia entre la fuente de evaporación y el sustrato, que suele mantenerse a una presión de 3,0 x 10^-4 Torr o inferior.
3. Formación de la película fina
Las moléculas de vapor se depositan sobre un sustrato situado por encima de la fuente.
El sustrato puede colocarse a varias distancias, normalmente entre 200 mm y 1 metro.
A medida que las moléculas alcanzan el sustrato, se nuclean y forman un recubrimiento de película fina.
Este proceso es adecuado para una amplia gama de materiales, incluidos metales como el aluminio, la plata, el níquel y otros.
Aplicaciones y consideraciones
Simplicidad y versatilidad
La evaporación térmica es el método preferido por su sencillo funcionamiento y su capacidad para depositar diversos materiales.
Es especialmente útil para aplicaciones que requieren revestimientos de película fina sobre sustratos.
Requisitos de vacío
El entorno de vacío es crucial para evitar colisiones de las moléculas de vapor con otras partículas, garantizando un proceso de deposición limpio y eficaz.
La presión en la cámara se mantiene para permitir que la trayectoria libre media supere la distancia al sustrato, optimizando el proceso de deposición.
Mejoras
En algunas configuraciones, se puede utilizar simultáneamente una fuente de haz de iones para modificar las propiedades de la película depositada, como aumentar su densidad o alterar otras características.
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