열 증착은 고진공 환경에서 물질을 증발점까지 가열하여 고체 또는 액체 상태에서 증기 상태로 전환하는 물리적 기상 증착 기술입니다. 그런 다음 기화된 분자는 기판으로 이동하여 핵을 형성하고 박막 코팅을 형성합니다. 이 공정은 알루미늄, 은, 니켈, 크롬, 마그네슘 등과 같은 다양한 재료를 증착하는 데 널리 사용됩니다.
열 증발 과정에서 소스 재료를 가열하는 두 가지 주요 방법이 있습니다:
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필라멘트 증발: 이 방법은 간단한 전기 발열체 또는 필라멘트를 사용합니다. 재료는 전류를 통과시켜 저항성 재료를 가열하는 과정인 줄 가열을 통해 가열됩니다. 이 방법을 저항성 증발이라고도 합니다.
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전자 빔 또는 전자 빔 증발: 이 방법에서는 전자 빔이 소스 물질을 겨냥하여 직접 가열합니다. 전자 빔의 높은 에너지로 인해 물질이 증발하여 기체 상태가 됩니다. 이 방법을 사용하면 가열 공정을 정밀하게 제어할 수 있으며 필라멘트 가열로 증발하기 어려운 재료에 사용할 수 있습니다.
열 증착은 상대적으로 높은 증착 속도, 실시간 속도 및 두께 제어, 우수한 증착제 흐름 방향 제어 등 여러 가지 장점을 제공합니다. 따라서 직접 패턴 코팅을 달성하기 위한 리프트오프와 같은 공정에 적합합니다.
열 증발 공정은 물질에 열을 가하면 분자의 에너지가 증가하는 열 분자 교반 원리를 기반으로 합니다. 에너지가 열역학적 포텐셜을 초과하면 분자는 수증기로 표면에서 빠져나갑니다. 이 원리는 물의 증발과 같은 자연적인 과정과 유사하지만, 제어된 고진공 환경에서 박막을 증착할 때 적용됩니다.
진공 상태에서 재료가 증발하기 시작하는 평형 증기압(EVP)은 약 10-2 토르입니다. 티타늄과 같은 일부 재료는 녹는점에 가까운 온도에서 승화하거나 증발할 수 있어 열 증발 공정에 적합합니다.
전반적으로 열 증착은 재료의 박막을 증착하는 다양하고 간단한 기술로, 전자 제품부터 다양한 산업 분야의 코팅에 이르기까지 폭넓게 활용되고 있습니다.
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