Micro e nanotecnologia/Microtecnologia/Film sottili/Evaporazione: differenze tra le versioni
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La tecnica di deposizione fisica da fase vapore (detta '''Physical Vapor Deposition''') di film sottili mediante evaporazione termica è una dei processi più antichi di deposizione.
Il materiale viene riscaldato sotto vuoto e o [[w:Sublimazione|sublima]] o [[w:Evaporazione|evapora]]. Da semplici considerazioni termodinamiche segue che il flusso <math>F\ </math> uscente dalla sorgente, cioè il numero di molecole che escono per unità di
<math>F=Ae^{-E_a/k_BT}\ </math>
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<math>A\ </math> varia debolmente con l'energia di attivazione e la temperatura <math>T\ </math>, l'[[w:Energia_di_attivazione|energia di attivazione]] <math>E_a\ </math> è l'energia necessaria per sottrarre dalla sorgente un atomo del materiale. L'energia di attivazione è di 2-3 eV per i materiali a basso punto di fusione e diventa due tre volte maggiore per i materiali refrattari.
Il problema principale in questo processo è costituito dai gas residui. In un tipico materiale solido un singolo strato di atomi (monolayer) è fatto da circa 10<sup>15</sup> Atomi/cm<sup>2</sup>. Per avere una idea dalla [[w:Teoria_cinetica_dei_gas|teoria cinetica dei gas]] ad una pressione parziale di 7.5x10<sup>-4</sup> Pa ( 10<sup>-4</sup> mtorr, Alto vuoto) il numero di atomi che bombardano un cm<sup>2</sup> di
La temperatura a cui bisogna portare il materiale da evaporare dipende dal suo diagramma di fase,
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<math>F_s\propto \frac {F\times S\times \cos(\theta)}{d^2}\ </math>
Dove <math>S\ </math> è la
La deposizione non è quindi sferica, la deposizione è massima nella direzione normale alla sorgente di evaporazione cioè per <math>\theta=0\ </math>. Date le condizioni di vuoto è estremamente improbabile che il materiale che esce dalla sorgente urti una molecola di gas prima si arrivare sul substrato, per cui i materiali che si depositano hanno una traiettoria rettilinea.
Il materiale non forma ombre come con altre tecnice. In alcuni casi è un qualcosa di utile, in altri questo è un problema in quanto scalini ripidi di materiali sottostanti non vengono ricoperti, e quindi ogni film successivo per ricoprire con successo gli strati sottostanti deve avere uno spessore superiore ad essi. Spesso per rendere la deposizione conforme (cioè ricoprente l'angolo <math>\theta\ne 0\ </math> ed il substrato (substrati) vengono fatto ruotare con un sistema planetario.
L'evaporazione è una tecnica veloce si possono facilemente depositare anche 500 nm di Al al minuto; è di facile realizzazione; l'energia di impatto degli atomi sul substrato è molto bassa (minore di 0.1 eV), questo comporta che non vi è danneggiamento della
Nei sensori chimici la purezza della
Infatti normalmente i film vengono caratterizzati dalla loro resistività: un film
è di buona qualità se la sua resistività è simile a quella del materiale non in forma di film.
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