저항 가열에 의한 증발은 다양한 재료로 박막을 만드는 데 사용되는 공정입니다. 이 방법은 진공 환경에서 고체 상태의 물질을 가열하여 증발한 다음 기판에 응축하는 방식입니다.
저항 가열에 의한 증발에 대해 알아야 할 5가지 핵심 사항
1. 재료 선택
증발을 위해 선택한 재료는 용도에 따라 다릅니다. 기본적인 실험실 규모의 공정에는 금이나 알루미늄과 같은 금속이 일반적으로 사용됩니다. 분자 빔 에피택시와 같은 보다 복잡한 응용 분야의 경우 정밀 증발이 필요한 재료가 선택되며, 질화 붕소(BN)와 같은 수동 재료로 만들어진 도가니에 보관되는 경우가 많습니다.
2. 가열 메커니즘
가열은 저항 소자를 통해 높은 전류를 통과시켜 이루어집니다. 필라멘트, 텅스텐 또는 탄탈륨 시트 또는 텅스텐이나 몰리브덴과 같은 내화성 금속으로 만든 금속 보트일 수 있습니다. 저항 소자는 전기 에너지를 열로 변환한 다음 재료를 증발점까지 가열합니다.
3. 진공 환경
이 과정은 증발된 물질이 공기나 다른 가스와 반응하는 것을 방지하기 위해 진공 챔버에서 진행됩니다. 진공은 재료의 증기압이 환경 압력을 초과할 수 있도록 하여 증발을 촉진합니다.
4. 증발 및 응축
재료가 증발 온도에 도달하면 증기로 변하여 진공을 통해 기판으로 이동하여 응축되어 얇은 필름을 형성합니다. 이 필름은 증발 공정의 최종 결과물이며 건축용 유리의 코팅부터 반도체 제조에 이르기까지 다양한 용도로 사용됩니다.
5. 간접 가열
직접적인 고온에 민감한 소재의 경우 간접 가열 방식을 사용합니다. 알루미나, 산화 이트륨 또는 지르코니아 같은 내열성 재료로 만든 도가니에 재료를 담는 데 사용됩니다. 그런 다음 히터가 도가니를 가열하여 내부의 재료를 증발시킵니다.
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