A evaporação em vácuo é uma técnica utilizada para criar películas finas através do aquecimento de um material num ambiente de alto vácuo até vaporizar, condensando depois o vapor num substrato para formar uma película. Este método faz parte da Deposição de Vapor Físico (PVD), que envolve o movimento físico de partículas em vez de uma reação química, como acontece na Deposição de Vapor Químico (CVD).
Resumo da técnica de evaporação a vácuo:
- A técnica de evaporação a vácuo envolve várias etapas fundamentais:Aquecimento do material:
- O material a ser depositado (o evaporante) é aquecido a uma temperatura elevada, normalmente numa câmara de vácuo. Este aquecimento pode ser conseguido através de vários métodos, como o aquecimento por resistência, o aquecimento por feixe de electrões ou o aquecimento por indução.Vaporização:
- A alta temperatura faz com que o material vaporize ou sublime, transformando-o de sólido em vapor.Transporte:
- O material vaporizado é então transportado através do vácuo para o substrato. O ambiente de vácuo é crucial, pois minimiza a presença de outros gases que poderiam interferir no processo de deposição.Condensação:
- Ao atingir o substrato, o vapor condensa-se de volta ao estado sólido, formando uma película fina na superfície.Crescimento da película:
A repetição dos ciclos de deposição permite o crescimento e a nucleação da película fina.
- Explicação pormenorizada:Aquecimento do material:
- A escolha do método de aquecimento depende das propriedades do material e das características desejadas para a película. O aquecimento por resistência é comum e envolve a passagem de uma corrente eléctrica através de uma bobina ou barco feito de material refratário que contém o evaporante. O aquecimento por feixe de electrões, por outro lado, foca um feixe de electrões de alta energia diretamente no material, o que é particularmente útil para materiais com elevado ponto de fusão.Vaporização:
- O processo de vaporização tem de ser controlado para garantir que o material se evapora uniformemente e a uma taxa que permita um controlo preciso da espessura da película. As condições de temperatura e pressão na câmara de vácuo são fundamentais para atingir este objetivo.Transporte:
- O ambiente de vácuo não só reduz a presença de outros gases, como também permite uma elevada taxa de evaporação térmica. Isto deve-se ao facto de o caminho livre médio das partículas de vapor ser significativamente aumentado no vácuo, permitindo-lhes viajar diretamente para o substrato sem se dispersarem ou reagirem com outras partículas.Condensação:
- O processo de condensação resulta na formação de uma película fina com propriedades que podem ser adaptadas através do ajuste dos parâmetros de deposição, como a temperatura, a pressão e a natureza do material do substrato.Crescimento da película:
A repetibilidade dos ciclos de deposição é importante para atingir a espessura e uniformidade desejadas da película. Este processo pode ser automatizado para garantir a consistência e a qualidade do produto final.Aplicações e vantagens:
A evaporação em vácuo é amplamente utilizada em várias indústrias, incluindo a microeletrónica, a ótica e o fabrico de semicondutores. Permite a criação de películas finas com composições químicas precisas e é particularmente útil para o fabrico de componentes activos, contactos de dispositivos e interligações metálicas. A técnica é vantajosa devido à sua simplicidade, às elevadas taxas de deposição e à capacidade de produzir películas de alta qualidade com boa aderência ao substrato.
Limitações:
