L'évaporation thermique sous vide est une technique de dépôt physique en phase vapeur (PVD) qui consiste à chauffer un matériau dans une chambre à vide jusqu'à ce qu'il se vaporise et se condense sur un substrat.
Ce procédé est utilisé pour déposer des couches minces de matériau sur un substrat, généralement dans un environnement contrôlé avec une faible pression de gaz pour s'assurer que le matériau vaporisé atteint le substrat sans collision.
Les 5 étapes clés expliquées
1. Configuration du processus
Le processus commence par une chambre à vide, généralement en acier inoxydable.
Cette chambre abrite un creuset ou une cuve en matériaux réfractaires tels que le tungstène ou le molybdène.
Le matériau à déposer (évaporant) est placé à l'intérieur de ce creuset.
2. Chauffage et évaporation
Le matériau est chauffé à l'aide d'un courant électrique ou de faisceaux d'électrons.
Ce chauffage se poursuit jusqu'à ce que les atomes de la surface du matériau acquièrent suffisamment d'énergie pour quitter la surface et se transformer en vapeur.
La pression de vapeur du matériau doit atteindre au moins 10 mTorr pour que le dépôt soit efficace.
3. Dépôt sous vide
L'environnement sous vide est crucial car il garantit que le matériau vaporisé se déplace jusqu'au substrat sans entrer en collision avec les molécules de gaz.
La pression à l'intérieur de la chambre est maintenue à un niveau où le libre parcours moyen des particules vaporisées est plus long que la distance entre la source et le substrat, généralement entre 10^-5 et 10^-9 Torr.
4. Revêtement du substrat
Le matériau vaporisé se condense sur le substrat, formant un film mince.
Le substrat est généralement placé au-dessus du matériau d'évaporation et le dépôt se fait "en visibilité directe", c'est-à-dire que la vapeur suit un chemin direct de la source au substrat.
5. Énergie et microstructure
Étant donné que l'énergie des ions frappant la surface du substrat est faible, le substrat est souvent chauffé à une température élevée (environ 250°C à 350°C) afin de modifier la microstructure de la couche déposée, qui peut être très différente de celle du matériau brut.
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