蒸发镀膜
薄膜沉积通常使用蒸发作为主要方法。在此过程中,源材料在真空中蒸发,使蒸气粒子直接到达目标物体或基底。一旦到达那里,颗粒又会凝结成固态。这种技术不仅可用于微细加工,还可用于生产金属化塑料薄膜等大尺度产品。
用于蒸发镀膜的设备
真空泵的使用是任何蒸发系统的重要组成部分,它需要一个能源来蒸发要沉积的材料。有多种能源可供选择,包括
在热法中,通常将金属材料送入加热的半金属蒸发器(也称为 "舟"),在舟腔中形成熔化的金属池,并在源的上方蒸发成云雾状。另外,源材料也可以放置在坩埚中,由电灯丝辐射加热,或悬挂在灯丝上(灯丝蒸发)。
分子束外延是热蒸发的一种高级形式。
在电子束法中,源由能量高达 15 keV 的电子束加热。
闪蒸法是将源材料的细丝或粉末连续送入热的陶瓷或金属棒上,在接触时蒸发。
电阻蒸发是通过将大电流通过含有待沉积材料的电阻丝或箔来实现的。加热元件通常被称为 "蒸发源"。线型蒸发源由钨丝制成,可制成丝状、篮状、加热器或环形点状源。舟型蒸发源由钨丝、钽丝、钼丝或能承受高温的陶瓷材料制成。
在某些情况下,基底安装在平面外的行星装置上,该装置可使基底同时绕两个轴旋转,以尽量减少阴影。
外部链接
薄膜蒸发参考 - 常用材料的特性
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FAQ
什么是钨舟?
钨船是由钨金属制成的小型容器或托盘。在各种工业和实验室应用中,它们被设计用于在高温下盛放和运输材料。钨舟通常用于蒸发、烧结和热分析等过程。
使用钨舟有哪些优势?
钨舟在高温应用中具有多种优势。首先,钨的熔点极高,达到 3422°C,因此适合在温度极高的环境中使用。钨舟还具有出色的导热性,可实现高效热传导并均匀加热被加工材料。它们具有很高的机械强度,即使在高温下也能承受变形和翘曲。钨具有很强的耐化学腐蚀性,因此钨舟可与多种材料和环境兼容。此外,钨的蒸汽压较低,这意味着它的蒸汽污染极小,因此适合高纯度应用。钨舟的使用寿命长,可反复使用而不会出现明显的老化。
氮化硼陶瓷部件有哪些应用?
氮化硼陶瓷部件可应用于各行各业。它们通常用于高温环境,如热管理系统、坩埚、加热器和绝缘体。由于氮化硼陶瓷部件具有出色的导热性,因此可用作散热器、电子设备基板和大功率电子设备部件。氮化硼陶瓷部件还用于航空航天工业中要求轻质和耐高温的应用,如火箭喷嘴和隔热罩。氮化硼陶瓷部件还在半导体工业中用作晶片载体、晶体生长坩埚和绝缘体。此外,氮化硼还应用于化学工业,其化学惰性和抗腐蚀性使其适用于处理腐蚀性材料。
什么是热敏元件?
热敏元件是一种将电能转化为热能以提高物体或空间温度的装置。热元件有几种类型,包括管状加热元件、辐射加热元件和组合加热元件系统。热量通过热阻和热容传递,热量有三个来源:电源、温度源和流体流动。热元件通常用于实验室设备以及各种家用和工业应用中。
高纯度石墨坩埚是如何制造的?
高纯度石墨坩埚通常是通过等静压工艺制造的。在这种方法中,石墨粉被放置在橡胶模中,然后受到来自各个方向的高压。这种压力将石墨颗粒压制成致密均匀的坩埚形状。然后将坩埚加热至高温,去除杂质,提高纯度。
使用氮化硼陶瓷部件有哪些优势?
使用氮化硼陶瓷部件有几个优点。首先,氮化硼陶瓷部件的高导热性可实现高效传热,因此非常适合需要散热或热管理的应用。其次,氮化硼陶瓷具有优异的电绝缘性能,因此适用于电气和电子应用。它们的介电损耗低、介电强度高,即使在高温条件下也能实现可靠的电气绝缘。此外,氮化硼陶瓷部件的摩擦系数低,在需要低摩擦的应用中具有出色的润滑性和耐磨性。氮化硼陶瓷部件还具有化学惰性,可耐受大多数酸、碱和熔融金属。氮化硼陶瓷部件可以承受高温而不会发生明显的变形或退化,因此适合在极端环境中使用。
热敏元件如何工作?
热敏元件的工作原理是通过焦耳加热过程将电能转化为热能。当电流流过元件时,会遇到电阻,从而导致元件发热。金属和陶瓷加热元件的工作原理是电阻加热,通过抵抗电流流经材料而产生热量。材料的电阻系数决定了其产生热量的能力,热量与流过材料的电流成正比。产生的热量会向外辐射到热处理室中,因此热敏元件是一种高效的发热方法。
高纯石墨坩埚的常见应用有哪些?
高纯石墨坩埚在冶金、铸造和实验室等行业有着广泛的应用。它们通常用于熔化和铸造有色金属,包括铝、铜和贵金属。高纯度石墨坩埚还可用于生产合金和高温陶瓷。在实验室的化学分析、光谱分析和样品制备等过程中,石墨坩埚也是必不可少的。此外,这些坩埚还可用于半导体工业中硅和其他半导体材料的熔化和生长。
选择氮化硼陶瓷部件时应考虑哪些因素?
在选择氮化硼陶瓷部件时应考虑几个因素。首先,应评估具体的应用要求,如温度范围、电绝缘性能、导热性、机械强度和耐化学性。这将有助于确定要选择的氮化硼陶瓷的适当等级或配方。其次,应考虑陶瓷部件的设计和几何形状,以确保可使用现有工艺和设备进行制造。尺寸公差和表面光洁度要求也应考虑在内。此外,还应考虑氮化硼陶瓷部件的成本和供应情况,因为不同的制造工艺和氮化硼等级在成本上会有差异。建议咨询制造商或该领域的专家,以确保所选的氮化硼陶瓷部件符合特定的应用要求。
使用蒸发舟有哪些优势?
蒸发舟在薄膜沉积工艺中具有多种优势。它们为材料的蒸发提供受控环境,确保对薄膜厚度和均匀性的精确控制。蒸发舟可承受高温并提供高效热传导,从而实现稳定的蒸发率。蒸发舟有各种尺寸和形状,可适应不同的蒸发系统和基底配置。蒸发舟可以沉积多种材料,包括金属、半导体和陶瓷。它们易于装卸,便于快速更换材料或调整工艺。总之,蒸发舟是薄膜沉积技术的重要工具,具有多功能性、可靠性和可重复性。
使用热敏元件有哪些优势?
热敏元件在温度测量方面具有多项优势。首先,热敏元件的测温范围很广,可以在从极低温度到高温的广泛范围内进行精确测量。它们还具有高灵敏度,这意味着它们甚至可以检测到微小的温度变化。此外,热敏元件具有出色的稳定性和可重复性,能够长期提供可靠、一致的温度读数。它们坚固耐用,适合在恶劣环境中使用。热敏元件还可以方便地集成到各种系统和仪器中,用于温度监测和控制。
蒸发坩埚常用的材料有哪些?
蒸发坩埚通常由钨、钽、钼、石墨或陶瓷化合物等材料制成。这些材料熔点高、导热性好,适合蒸发过程中所需的高温条件。坩埚材料的选择取决于蒸发剂材料、所需薄膜特性和工艺参数等因素。
选择高纯度石墨坩埚时应考虑哪些因素?
在选择高纯石墨坩埚时,应考虑几个因素。首先,坩埚的尺寸和容量应与预期应用和需要熔化或加工的材料数量相匹配。还应评估坩埚的导热性、抗热震性和化学兼容性,以确保它们符合特定的工艺要求。重要的是要选择由高纯度的优质石墨材料制成的坩埚,以最大限度地减少污染并确保优异的性能。还应考虑坩埚的设计和结构,例如是否有便于操作的手柄或倾倒口。此外,建议咨询制造商或该领域的专家,以确保为特定应用选择最合适的高纯度石墨坩埚。
生产氮化硼陶瓷部件使用哪些制造工艺?
生产氮化硼陶瓷部件可采用多种制造工艺。最常见的方法包括热压、热等静压(HIP)和滑铸。热压是指在高压和高温下压制氮化硼粉末,形成致密的陶瓷。热等静压是指在惰性气体环境中对氮化硼粉末进行高温高压,以达到更高的密度,并消除任何残留的孔隙。滑模铸造是将氮化硼粉末和粘合剂制成浆料,浇注到模具中,然后干燥和烧制生坯,生产出最终的陶瓷部件。其他工艺,如挤压、注塑或机加工,可用于氮化硼陶瓷部件的成型和精加工,具体取决于所需的几何形状和规格。
蒸发舟的典型使用寿命是多久?
蒸发舟的使用寿命取决于多个因素。这主要取决于蒸发舟所使用的材料、操作条件和使用频率。与陶瓷材料制成的蒸发舟相比,钨或钼等难熔金属制成的蒸发舟通常更耐用,使用寿命更长。只要处理得当、定期维护和采用适当的清洁程序,蒸发舟通常可用于多个沉积周期。不过,随着时间的推移,蒸发舟可能会出现磨损,如开裂或降解,这可能会缩短其使用寿命。重要的是要监控蒸发舟的状况,进行定期检查,并在必要时进行更换,以确保持续可靠的薄膜沉积。
有哪些不同类型的热敏元件?
热敏元件有多种类型,包括热电偶、电阻温度检测器 (RTD) 和热敏电阻。热电偶由两种不同的金属连接而成,它们产生的电压与结点之间的温差成正比。热电阻由铂或铜等纯金属制成,其电阻随温度变化而变化。热敏电阻由对温度敏感的半导体材料制成,其电阻随温度变化很大。
使用蒸发坩埚有哪些优势?
蒸发坩埚在薄膜沉积工艺中具有多种优势。它们可为材料蒸发提供受控环境,从而实现对薄膜厚度和均匀性的精确控制。坩埚可承受高温并提供高效热传导,确保稳定的蒸发率。坩埚有各种尺寸和形状,以适应不同的蒸发系统和基底配置。蒸发坩埚还可沉积多种材料,包括金属、半导体和陶瓷。蒸发坩埚易于装卸,便于快速更换材料或调整工艺。总之,蒸发坩埚是薄膜沉积技术的重要工具,具有多功能性、可靠性和可重复性。
蒸发舟可以重复使用吗?
蒸发舟可以重复使用,但这取决于几个因素。蒸发舟的状况、清洁度以及与不同蒸发材料的兼容性在决定其是否可以重复使用方面起着重要作用。如果蒸发舟状况良好,没有裂缝或缺陷,并已彻底清洁,通常可以重复用于后续沉积。但是,如果蒸发舟接触过活性材料或有降解迹象,则可能不适合重复使用。在重复使用蒸发舟时,要考虑到污染或意外反应的可能性。定期检查和适当的清洁程序对于保持蒸发舟的性能和确保其适合重复使用至关重要。
热敏元件应如何校准和维护?
热敏元件的校准和维护对确保其准确性和可靠性至关重要。应使用经认证的参考温度计或温度标准进行定期校准,以验证温度读数的准确性。校准间隔可能因应用和行业要求而异。正确存放和处理热敏元件对于防止损坏或污染非常重要。建议保护元件免受极端温度、湿气和腐蚀性物质的影响。应定期检查元件的连接、绝缘和保护套,发现任何损坏或磨损都应立即处理。如有必要,应按照制造商的指导对元件进行适当的清洁。重要的是要遵循制造商的维护建议,并在必要时咨询专家。
应如何处理和维护蒸发坩埚?
应小心处理和维护蒸发坩埚,以确保其使用寿命和性能。每次使用前都应彻底清洁坩埚,清除之前沉积的残留物质。避免使用可能损坏坩埚表面的研磨材料。在装载和卸载过程中,应使用干净的手套或专用工具处理坩埚,以防止污染。不使用时,将坩埚存放在干燥清洁的环境中,以避免腐蚀或降解。必须定期检查坩埚是否有裂缝、缺陷或磨损迹象,以防止在蒸发过程中出现意外故障。按照制造商的建议进行退火或表面处理等特定维护程序,以延长坩埚的使用寿命。
如何选择合适的蒸发舟材料?
选择合适的蒸发舟材料取决于几个因素。考虑蒸发材料的熔点,选择熔点较高的蒸发舟材料,以防止蒸发舟失效。此外,还要考虑蒸发舟材料与蒸发剂的相容性,以避免发生反应或污染。应评估舟的导热性和热容量,以便在蒸发过程中有效传热和控制温度。此外,还要考虑蒸发舟的机械性能,如强度和耐用性,以确保其能够承受反复的加热和冷却循环。