L'évaporation thermique est une technique de dépôt physique en phase vapeur (PVD) largement utilisée pour le dépôt de couches minces.
Cette méthode implique l'utilisation d'un chauffage résistif à des températures élevées dans une chambre à vide afin de provoquer l'évaporation d'un matériau solide et de créer une pression de vapeur élevée.
Le matériau évaporé recouvre alors la surface du substrat présent dans la chambre à vide.
5 points clés à connaître sur l'évaporation thermique pour le dépôt de couches minces
1. Chauffage du matériau source
Évaporation par filament : Cette méthode utilise un simple élément chauffant électrique ou filament pour chauffer le matériau jusqu'à son point d'évaporation.
La résistance du filament au courant électrique génère la chaleur nécessaire.
Évaporation par faisceau d'électrons : Un faisceau d'électrons est dirigé vers le matériau source pour le chauffer.
Cette méthode est plus précise et permet de traiter des matériaux dont le point de fusion est plus élevé.
2. Processus d'évaporation
Lorsque le matériau atteint son point d'évaporation, il passe de la phase solide à la phase gazeuse.
Cette pression de vapeur élevée est maintenue dans la chambre à vide, ce qui garantit que la vapeur ne se condense pas prématurément.
3. Dépôt sur le substrat
Le matériau vaporisé traverse le vide et se dépose sur le substrat.
Le substrat est généralement maintenu à une température plus basse pour permettre à la vapeur de se condenser et de former un film mince.
Le processus peut être contrôlé pour obtenir des épaisseurs et des propriétés de film spécifiques.
4. Applications de l'évaporation thermique
L'évaporation thermique est utilisée dans diverses industries en raison de sa polyvalence et de son efficacité.
Elle est particulièrement utile pour créer des couches de liaison métalliques dans les cellules solaires, les transistors à couche mince, les tranches de semi-conducteurs et les OLED à base de carbone.
La technique peut également être utilisée pour créer des couches de co-déposition de différents matériaux, améliorant ainsi la fonctionnalité des films minces.
5. Avantages de l'évaporation thermique
La technique offre des taux de dépôt relativement élevés et un contrôle en temps réel du taux et de l'épaisseur.
Elle permet également un bon contrôle de la direction du flux d'évaporation, ce qui est essentiel pour des procédés tels que le Lift Off, qui permet d'obtenir des revêtements à motifs directs.
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