الترسيب بالتفريغ، وتحديداً التبخير الحراري أو التبخير الحراري بالتفريغ (VTE)، هو طريقة تستخدم في التصنيع والأبحاث لترسيب أغشية رقيقة من المواد على ركيزة. تتضمن هذه العملية تسخين المادة في حجرة تفريغ الهواء حتى تتبخر ثم تتكثف على الركيزة.
العملية:
تبدأ عملية التبخير الحراري بغرفة تفريغ، مصنوعة عادةً من الفولاذ المقاوم للصدأ، والتي تضم بوتقة أو قاربًا مصنوعًا من مواد حرارية مثل التنجستن أو الموليبدينوم. وتوضع المادة المراد ترسيبها، والمعروفة باسم المبخر، داخل هذه البوتقة أو القارب. وتعد بيئة التفريغ مهمة للغاية لأنها تمنع المادة المتبخرة من الاصطدام بجزيئات الغاز، مما يضمن عملية ترسيب نظيفة. يتراوح ضغط التفريغ من 10^-5 إلى 10^-9 تور، اعتمادًا على المستوى المطلوب من التلوث في الفيلم المترسب. ولتحقيق ترسيب فعال، يجب أن يصل ضغط بخار المادة إلى 10 mTorr على الأقل.طرق التبخير:
- يمكن تحقيق التبخير الحراري من خلال طريقتين أساسيتين:
- التسخين الكهربائي: ويتضمن ذلك تسخين المادة باستخدام أسلاك مسخنة كهربائيًا أو في بوتقات مصنوعة من مواد ذات نقاط انصهار أعلى. هذه الطريقة مناسبة للمواد التي ليس لها درجات انصهار عالية للغاية.
التسخين بالشعاع الإلكتروني: بالنسبة للمواد ذات درجات انصهار أعلى، يمكن استخدام شعاع إلكتروني لتسخين المادة وتبخيرها. تسمح هذه الطريقة بالتحكم الدقيق في عملية التسخين ويمكنها التعامل مع نطاق أوسع من المواد.
ظروف التفريغ:
يتراوح الضغط الأساسي المطلوب في جهاز الطلاء عادةً بين 10^-7 و10^-5 ملي بار، اعتمادًا على نوعية الطبقة المطلوبة. وتُعد بيئة التفريغ العالية هذه ضرورية للترسيب الفيزيائي للبخار (PVD)، مما يضمن ترسب المواد على الركيزة دون تداخل من جزيئات الغاز.
التطبيقات:
