La guía definitiva sobre recubrimientos por evaporación térmica
El recubrimiento por evaporación térmica es uno de los métodos de preparación de película delgada más básicos y ampliamente utilizados en deposición física de vapor (PVD)Desde su nacimiento a principios del siglo XX, ha desempeñado un papel irremplazable en muchos campos como la óptica, la electrónica, la ciencia de los materiales, la industria aeroespacial, etc.
- Bajo costo
- Buena uniformidad de la película
- Mayor tasa de deposición de película
- Fuerte unión entre película y sustrato
Taller de Wstitanium
Nuestras poderosas instalaciones
Todo lo que debe saber sobre el recubrimiento por evaporación térmica
El recubrimiento por evaporación térmica es una de las tecnologías clásicas y consolidadas de deposición física de vapor. Gracias a sus principios claros, equipos sencillos y una calidad de película estable, ha mantenido una gran vitalidad durante los últimos 100 años de desarrollo. Este blog explica el sistema de recubrimiento por evaporación térmica, desde sus principios básicos hasta sus aplicaciones prácticas, y ofrece una referencia para la investigación en campos relacionados.
El recubrimiento por evaporación térmica consiste en calentar el material a la temperatura de evaporación mediante un calentamiento específico en un entorno de alto vacío, de modo que pase de sólido a gas. Los átomos o moléculas evaporados se expulsan a la superficie del sustrato en un movimiento lineal en el vacío, donde se condensan y depositan. Los átomos o moléculas del material de recubrimiento se desplazan libremente en forma de gas y finalmente se disponen ordenadamente sobre la superficie del sustrato para formar una capa con funciones y rendimiento específicos.
En comparación con otras tecnologías de recubrimiento, el recubrimiento por evaporación presenta ventajas y características únicas. Su equipo es relativamente sencillo, su costo es relativamente bajo y resulta competitivo en la producción a gran escala. El recubrimiento por evaporación logra una alta tasa de deposición. En un entorno de alto vacío, se evita eficazmente la introducción de impurezas, obteniendo así una película de alta pureza.
Principio del recubrimiento por evaporación térmica
En el recubrimiento por evaporación térmica, el entorno de vacío actúa como un escenario puro, proporcionando las condiciones necesarias para el correcto funcionamiento de átomos y moléculas. Cuando el sistema se encuentra en alto vacío, el número de moléculas de gas es extremadamente pequeño, lo que reduce considerablemente la probabilidad de que los átomos o moléculas evaporados colisionen con otras moléculas de gas durante la transmisión.
mecanismo de calentamiento
El calentamiento es uno de los componentes principales del recubrimiento por evaporación, ya que transfiere calor al material para aumentar gradualmente su temperatura. Cuando la temperatura alcanza la temperatura de evaporación del material, las moléculas del material obtienen suficiente energía, superan la fuerza de interacción entre ellas y comienzan a transformarse de sólido a gas, lo que se conoce como evaporación. La transferencia y la eficiencia del calor afectan directamente la velocidad y la uniformidad de la evaporación. Por ejemplo, el calentamiento por resistencia genera calor cuando la corriente pasa a través del cable de resistencia. La conducción de calor transfiere el calor al material de recubrimiento. Si la distribución de temperatura del cable de resistencia es desigual, el calentamiento del material de recubrimiento será desigual, lo que afectará la uniformidad de la evaporación.
Mecanismo de evaporación
La evaporación no es una simple transición de estado de un material, sino que implica un complejo mecanismo dinámico. Según la teoría del movimiento molecular, la velocidad de evaporación de una sustancia está estrechamente relacionada con factores como la temperatura y la presión de vapor. Cuanto mayor sea la presión de vapor, mayor será la velocidad de evaporación. Cuando el material de recubrimiento se calienta, después de que las moléculas de su superficie adquieran energía, algunas tendrán la suficiente para superar la energía superficial, abandonando así la superficie del material y entrando en fase gaseosa. A medida que aumenta la temperatura, aumenta el número de moléculas con esta energía, lo que acelera la velocidad de evaporación. La evaporación también se ve afectada por factores como el estado de la superficie del material y el entorno gaseoso circundante. La presencia de impurezas o defectos en la superficie del material puede afectar el comportamiento de evaporación de las moléculas; la presión y la composición del entorno gaseoso circundante también influirán en la velocidad de evaporación.
Deposición y formación de películas
Cuando los átomos o moléculas evaporados entran al vacío en forma de gas, se mueven libremente para formar un flujo atómico o molecular. Al entrar en contacto con la superficie del sustrato, estos son adsorbidos por esta para formar una capa de adsorción física. A medida que aumenta el número de átomos adsorbidos, al alcanzar una concentración crítica, se forman diminutos núcleos cristalinos en la superficie del sustrato. Una vez formados, estos núcleos cristalinos continúan adsorbiendo los átomos circundantes y crecen gradualmente. Los núcleos cristalinos adyacentes también se fusionan para formar una película continua. En el crecimiento de películas delgadas, la velocidad de deposición atómica y la velocidad de difusión superficial influyen significativamente en la estructura y las propiedades de la película.
Si la velocidad de deposición atómica es demasiado rápida y la velocidad de difusión de la superficie es lenta, puede provocar más defectos y poros en la película; por el contrario, si la velocidad de difusión de la superficie es rápida, los átomos pueden difundirse completamente y organizarse de manera ordenada, y se puede obtener una película con una estructura densa y un rendimiento excelente.
Tipos de recubrimiento por evaporación térmica
El recubrimiento por evaporación láser utiliza un haz láser de alta densidad energética para irradiar el material de recubrimiento, de modo que absorbe rápidamente la energía láser y la temperatura aumenta bruscamente, logrando así una evaporación instantánea. El recubrimiento por evaporación láser presenta una tasa y eficiencia de evaporación extremadamente altas, y completa la deposición de películas delgadas en poco tiempo.
El recubrimiento por evaporación de resistencias se refiere al proceso mediante el cual la corriente pasa a través del material de la resistencia para generar calor, el cual se transfiere al material de recubrimiento para alcanzar la temperatura de evaporación, logrando así el recubrimiento. Es adecuado para metales y aleaciones con puntos de fusión bajos, como el aluminio, la plata y el cobre.
El recubrimiento por evaporación por haz de electrones utiliza un cañón de electrones para generar un haz de electrones de alta velocidad. Este haz se acelera bajo la acción del campo eléctrico y se enfoca sobre el material de recubrimiento a través de una lente electromagnética. Los átomos o moléculas obtienen suficiente energía para transformarse de sólido a gas y lograr la evaporación.
Materiales de recubrimiento por evaporación térmica
| Símbolo | Punto de fusión ° C | Densidad | Relación Z | Temperatura °C a presión de vapor (Torr) | Método de evaporación | Revestimiento de crisol | observaciones | ||
| Al | 660 | 2.7 | 1.08 | 677 | 821 | 1010 | Rayo electrónico (Xlnt) | TiB2-TiC, TiB2-BN, | Posibilidad de altas tasas de deposición. El aluminio humedece el IMCS. |
| grafito, BN | |||||||||
| AlSb | 1080 | 4.3 | - | - | - | - | eBeam (regular) | TiB2-BN, BN, C, Al2O3 | La coevaporación es el mejor enfoque |
| Pobre de mí | 1600 | 3.7 | - | - | - | ~ 1300 | eBeam (deficiente) | TiB2-BN, BN, Al2O3 | La coevaporación puede funcionar, pero normalmente se realiza con MBE. |
| AlBr3 | 97 | 3.01 | - | - | - | ~ 50 | eBeam (deficiente) | grafito, W | eBeam o evaporación térmica de polvo de AlBr3 anhidro |
| Al4C3 | 1400 | 2.36 | - | - | - | ~ 800 | eBeam (regular) | grafito, W | Evaporación por haz de electrones del polvo, pero la CVD es un mejor enfoque |
| Al2%Cu | 640 | 2.8 | - | - | - | - | eBeam (regular) | TiB2-TiC, BN | La evaporación mediante haz de electrones de aleaciones de Al-Cu es posible, pero la deposición catódica es un mejor enfoque. |
| AlF3 | 1257 | 3.07 | - | 410 | 490 | 700 | eBeam (regular) | grafito, Mo, W | Las películas tienden a ser porosas, pero lisas. |
| sublime | sublime | ||||||||
| AlN | - | 3.26 | - | - | - | ~ 1750 | eBeam (regular) | TiB2-TiC, | Evaporación reactiva de Al en N2 o presión parcial de amoníaco |
| sublime | grafito, BN | ||||||||
| Al2O3 | 2045 | 3.97 | 0.336 | - | - | 1550 | Rayo electrónico (Xlnt) | W, grafito | Haz barrido con bajas tasas de deposición (< 3 Å/seg) |
| Al2%Si | 640 | 2.6 | - | - | - | 1010 | eBeam (regular) | TiB2-TiC, BN | La evaporación mediante haz de electrones de aleaciones de Al-Si es posible, pero la deposición catódica es un mejor enfoque. |
| Sb | 630 | 6.68 | - | 279 | 345 | 425 | eBeam (regular) | BN, grafito, Al2O3 | A medida que aumenta la velocidad de deposición de 3 a 5 Å/s, el tamaño del grano disminuye y la cobertura de la película mejora. |
| sublime | |||||||||
| Sb2Te3 | 619 | 6.5 | - | - | - | 600 | eBeam (regular) | grafito, BN, W | Los mejores resultados se obtienen con material fuente en polvo, se pueden lograr tasas de deposición relativamente altas. |
| Sb2O3 | 656 | 5.2 ó 5.76 | - | - | - | ~ 300 | eBeam (bueno) | BN, Al2O3 | Evaporación eBeam de polvo o gránulos |
| sublime | |||||||||
| Sb2Se3 | 611 | - | - | - | - | - | eBeam (regular) | grafito | Puede coevaporarse con Se para superar los efectos estequiométricos variables. |
| Sb2S3 | 550 | 4.64 | - | - | - | ~ 200 | eBeam (bueno) | Al2O3, Mo, Ta | Las películas sin calentamiento del sustrato son amorfas, mientras que las películas policristalinas se forman en sustratos calentados. |
| As | 814 | 5.73 | - | 107 | 150 | 210 | eBeam (deficiente) | Al2O3, BeO, | La deposición por pulverización catódica es el método preferido para la deposición de arsénico elemental. |
| grafito | |||||||||
| As2Se3 | 360 | 4.75 | - | - | - | - | eBeam (deficiente) | Al2O3, cuarzo | La eficiencia de deposición aumenta con la tasa de deposición |
| As2S3 | 300 | 3.43 | - | - | - | ~ 400 | eBeam (regular) | Al2O3, cuarzo, Mo | Las películas delgadas tienden a ser más ricas en As en comparación con el material de origen. |
| As2Te3 | 362 | - | - | - | - | - | eBeam (deficiente) | Al2O3, cuarzo | La CVD es la técnica de deposición preferida para este material. |
| Ba | 710 | 3.78 | - | 545 | 627 | 735 | eBeam (regular) | Oeste, Ta, Misuri | Reacciona con la cerámica. Los pellets de evaporación de Ba suelen enviarse con recubrimientos protectores que deben eliminarse. |
| BaCl2 | 962 | 3.86 | - | - | - | ~ 650 | eBeam (deficiente) | Oeste, Misuri | Haz barrido y rampa de potencia lenta para preacondicionar y desgasificar el material fuente |
| BaF2 | 1280 | 4.83 | - | - | - | ~ 700 | eBeam (regular) | Oeste, Misuri | Se logra una mejor consistencia en el índice de refracción mediante CVD |
| sublime | |||||||||
| BaO | 1923 | 5.72 ó 5.32 | - | - | - | ~ 1300 | eBeam (regular) | Al2O3, cuarzo | Haz barrido y rampa de potencia lenta para preacondicionar y desgasificar el material fuente |
| Bajo | 2200 | 4.25 | - | - | - | 1100 | eBeam (deficiente) | Oeste, Misuri | La deposición por pulverización catódica es la técnica de deposición preferida |
| BaTiO3 | Se descompone | 6 | - | Se descompone | eBeam (deficiente) | Oeste, Misuri | El BaTiO₃ se descompone como una sola fuente. Se coevapora con el Ti para mantener la relación Ba/Ti. | ||
| Be | 1278 | 1.85 | - | 710 | 878 | 1000 | Rayo electrónico (Xlnt) | grafito | Es posible que se produzcan tasas de deposición muy altas. Evite las fuentes de polvo de benceno debido a su toxicidad. |
| BeCl2 | 440 | 1.9 | - | - | - | ~ 150 | eBeam (deficiente) | grafito | La CVD es la técnica de deposición preferida para este material. |
| BeF2 | 800 | 1.99 | - | - | - | ~ 200 | eBeam (regular) | grafito | Evite las fuentes de polvo debido a la toxicidad. |
| sublime | |||||||||
| BeO | 2530 | 3.01 | - | - | - | 1900 | eBeam (regular) | grafito, Al2O3 | También se pueden producir películas delgadas mediante evaporación reactiva de Be con O2 |
| Bi | 271 | 9.8 | - | 330 | 410 | 520 | Rayo electrónico (Xlnt) | Al2O3, grafito | El recocido térmico posterior a la deposición mejora significativamente las propiedades de la película. Sin embargo, los vapores son tóxicos. |
| BiF3 | 727 | 8.75 | - | - | - | ~ 300 | eBeam (deficiente) | grafito | Se sublima a temperaturas relativamente bajas, por lo que se puede lograr una presión de vapor razonable. |
| sublime | |||||||||
| Bi2O3 | 820 | 8.9 | - | - | - | ~ 1400 | eBeam (deficiente) | - | Es posible la evaporación por haz electrónico de una fuente de Bi2O3, pero pueden ocurrir variaciones en la estequiometría de la película delgada. |
| Bi2Se3 | 710 | 7.66 | - | - | - | ~ 650 | eBeam (regular) | grafito, cuarzo | Se prefiere la deposición por pulverización catódica, pero |
| Es posible la coevaporación utilizando fuentes de Bi y Se | |||||||||
| Bi2Te3 | 585 | 7.85 | - | - | - | ~ 600 | eBeam (regular) | grafito, cuarzo | Se prefiere la deposición por pulverización catódica, pero |
| Es posible la coevaporación utilizando fuentes de Bi y Te | |||||||||
| Bi2Ti2O7 | - | - | - | Se descompone | eBeam (deficiente) | grafito, cuarzo | Se descompone al evaporarse. Se prefiere la deposición catódica, pero puede coevaporarse reactivamente en presencia de presión parcial de O₂. | ||
| Bi2S3 | 685 | 7.39 | - | - | - | - | eBeam (deficiente) | grafito, W | Puede coevaporarse a partir de fuentes de Bi y S |
| B | 2100 | 2.36 | 0.389 | 1278 | 1548 | 1797 | Rayo electrónico (Xlnt) | grafito, W | Puede reaccionar con crisoles de grafito y tungsteno. Requiere alta potencia para evaporarse. |
| sublime | |||||||||
| (B4C) | 2350 | 2.5 | - | 2500 | 2580 | 2650 | eBeam (bueno) | grafito, W | La deposición asistida por iones eBeam con Ar puede mejorar la adhesión de la película |
| BN | 2300 | 2.2 | - | - | - | ~ 1600 | eBeam (deficiente) | grafito, W | La deposición por haz de electrones asistida por iones con N2 produce películas delgadas estequiométricas, pero se prefiere la deposición por pulverización catódica. |
| sublime | |||||||||
| B2O3 | 460 | 1.82 | - | - | - | ~ 1400 | eBeam (bueno) | Oeste, Misuri | La evaporación mediante eBeam a partir de material de origen a granel produce películas delgadas estequiométricas |
| B2S3 | 310 | 1.55 | - | - | - | 800 | eBeam (deficiente) | grafito | - |
| Cd | 321 | 8.64 | - | 64 | 120 | 180 | eBeam (regular) | Al2O3, cuarzo | Se recomienda un sistema dedicado, ya que el Cd puede contaminar otras deposiciones sensibles a la pureza. |
| CDSb | 456 | 6.92 | - | - | - | - | - | - | - |
| Cd3As2 | 721 | 6.21 | - | - | - | - | eBeam (deficiente) | cuarzo | Se pueden producir películas delgadas mediante evaporación por haz de electrones a partir de material de origen a granel, pero la CVD es un método de deposición preferido. |
| CdBr2 | 567 | 5.19 | - | - | - | ~ 300 | - | - | - |
| CdCl2 | 570 | 4.05 | - | - | - | ~ 400 | - | - | - |
| CdF2 | 1070 | 5.64 | - | - | - | ~ 500 | - | - | - |
| CdI2 | 400 | 5.3 | - | - | - | ~ 250 | - | - | Se han depositado películas de CdI2 por evaporación térmica sobre sustratos de vidrio utilizando polvos estequiométricos. |
| CdO | 900 | 6.95 | - | - | - | ~ 530 | eBeam (deficiente) | Al2O3, cuarzo | Se puede producir por evaporación reactiva de Cd en presión parcial de O2 o por pulverización catódica reactiva con O2. |
| CdSe | 1264 | 5.81 | - | - | - | 540 | eBeam (bueno) | Al2O3, cuarzo, grafito | La evaporación por haz electrónico a partir de material de origen a granel produce películas uniformes |
| CdSiO2 | - | - | - | - | - | ~ 600 | - | - | Informes en la literatura sobre deposición por CVD |
| CDS | 1750 | 4.82 | - | - | - | 550 | eBeam (regular) | Al2O3, cuarzo, grafito | El calentamiento del sustrato mejora la adhesión de la película. Se pueden alcanzar velocidades de deposición de 15 Å/s. |
| sublime | |||||||||
| CdTe | 1098 | 6.2 | - | - | - | 450 | eBeam (regular) | Al2O3, cuarzo, grafito | Se han fabricado películas delgadas de CdTe de alta calidad sobre sustratos de vidrio a 100 °C con deposición eBeam. |
| Ca | 842 | 1.56 | - | 272 | 357 | 459 | eBeam (deficiente) | Al2O3, cuarzo | Se requiere una presión parcial baja de O2 en la cámara de vacío para evitar la oxidación del Ca |
| sublime | |||||||||
| CaF2 | 1360 | 3.18 | - | - | - | ~ 1100 | Rayo electrónico (Xlnt) | cuarzo, Ta | Una velocidad de deposición de 20 Å/seg se consigue fácilmente con la deposición eBeam. |
| El calentamiento del sustrato mejora la calidad de la película. | |||||||||
| CaO | 2580 | 3.35 | - | - | - | ~ 1700 | eBeam (deficiente) | ZrO2, grafito | Forma óxidos volátiles con W y Mo. |
| CaO-SiO2 | 1540 | 2.9 | - | - | - | - | eBeam (bueno) | cuarzo | El recocido térmico posterior a la deposición a 500 °C mejora la calidad y la adhesión de la película. |
| CaS | - | 2.18 | - | - | - | 1100 | eBeam (deficiente) | ZrO2, grafito | La descomposición del material fuente a granel de CaS se puede superar mediante la coevaporación con S |
| sublime | |||||||||
| CaTiO3 | 1975 | 4.1 | - | 1490 | 1600 | 1690 | eBeam (deficiente) | - | La deposición por pulverización catódica es el método preferido |
| CaWO4 | 1620 | 6.06 | - | - | - | - | eBeam (bueno) | W, ZrO2 | El calentamiento del sustrato mejora la cristalinidad del depósito. |
| C | - | 1.8 - 2.3 | 0.22 | 1657 | 1867 | 2137 | Rayo electrónico (Xlnt) | grafito, W | La evaporación por haz de electrones produce una mejor adhesión de la película en comparación con la deposición por arco al vacío. |
| sublime | sublime | ||||||||
| Ce | 795 | 8.23 | - | 970 | 1150 | 1380 | eBeam (bueno) | Al2O3, BeO, | Los depósitos de Ce se oxidan fácilmente cuando se exponen al aire. |
| grafito | |||||||||
| CeO2 | 2600 | 7.3 | - | 1890 | 2000 | 2310 | eBeam (bueno) | grafito, Ta | Las películas estequiométricas se logran mejor utilizando evaporación reactiva con O2. |
| sublime | El calentamiento del sustrato mejora la calidad de la película. | ||||||||
| CeF3 | 1418 | 6.16 | - | - | - | ~ 900 | eBeam (bueno) | Lunes, jueves, miércoles | Se puede producir a partir de material de origen a granel. Calentamiento del sustrato desde |
| 150-300 °C mejora la adhesión y la calidad de la película. | |||||||||
| Ce2O3 | 1692 | 6.87 | - | - | - | - | eBeam (regular) | grafito, Ta | Las películas mixtas de CeO2-Ce2O3 se pueden reducir a Ce2O3 calentándolas en UHV a 725 °C. |
| Cs | 28 | 1.87 | - | -16 | 22 | 30 | eBeam (deficiente) | cuarzo | - |
| CsBr | 636 | 4.44 | - | - | - | ~ 400 | - | - | - |
| CsCl | 646 | 3.97 | - | - | - | ~ 500 | - | - | - |
| CsF | 684 | 3.59 | - | - | - | ~ 500 | - | - | - |
| CsOH | 272 | 3.67 | - | - | - | ~ 550 | - | - | - |
| CSI | 621 | 4.51 | - | - | - | ~ 500 | eBeam (deficiente) | cuarzo, Pt | Es posible obtener películas estequiométricas de CsI a partir de material de origen a granel, pero una buena cobertura de película puede ser un desafío. |
| Na5Al3F14 | - | 2.9 | - | - | - | ~ 800 | eBeam (deficiente) | Al2O3 | Las películas de quiolita estequiométricas son difíciles de fabricar con evaporación eBeam |
| Cr | 1890 | 7.2 | 0.305 | 837 | 977 | 1157 | eBeam (bueno) | W, grafito | Las películas son muy adherentes. Es posible alcanzar altas tasas de deposición, pero la uniformidad puede ser un problema. |
| sublime | |||||||||
| CRB | 2760 | 6.17 | - | - | - | - | - | - | - |
| CrBr2 | 842 | 4.36 | - | - | - | 550 | - | - | - |
| Cr3C2 | 1890 | 6.68 | - | - | - | ~ 2000 | eBeam (regular) | W | Puede fabricarse mediante coevaporación de Cr y C |
| CrCl2 | 824 | 2.75 | - | - | - | 550 | - | - | - |
| Cr2O3 | 2435 | 5.21 | - | - | - | ~ 2000 | eBeam (bueno) | W | La estequiometría se puede mantener mediante evaporación reactiva en O2 |
| Cr3Si | 1710 | 6.51 | - | - | - | - | - | - | - |
| Cr-SiO | Influenciado por la composición | eBeam (bueno) | W | La calidad de las películas de cermet Cr-SiO fabricadas con evaporación eBeam mejora con el recocido a 425 °C. | |||||
| Co | 1495 | 8.9 | - | 850 | 990 | 1200 | Rayo electrónico (Xlnt) | Al2O3, BeO, | Tanto los pellets como el polvo funcionan bien como material de origen. |
| grafito | |||||||||
| CoBr2 | 678 | 4.91 | - | - | - | 400 | - | - | - |
| sublime | |||||||||
| CoCl2 | 740 | 3.36 | - | - | - | 472 | - | - | - |
| sublime | |||||||||
| Arrullo | 1935 | 5.68 | - | - | - | - | eBeam (regular) | - | El CoO se puede fabricar mediante evaporación reactiva con O2, pero la deposición catódica es el método de fabricación preferido. |
| Cu | 1083 | 8.92 | 0.437 | 727 | 857 | 1017 | Rayo electrónico (Xlnt) | Al2O3, MoTa, | Mala adherencia en la mayoría de los sustratos. Utilice una fina capa de adhesión de Cr o Ti. |
| grafito | |||||||||
| CuCl | 422 | 3.53 | - | - | - | ~ 600 | eBeam (deficiente) | cuarzo | Se han producido películas estequiométricas de CuCl a partir de pellets y material fuente en polvo. |
| Cu2O | 1235 | 6 | - | - | - | ~ 600 | eBeam (bueno) | grafito, Al2O3, Ta | Se han fabricado películas delgadas a partir de polvo estequiométrico de Cu2O. |
| sublime | |||||||||
| cus | 1113 | 6.75 | - | - | - | ~ 500 | - | - | - |
| sublime | |||||||||
| Na3AlF6 | 1000 | 2.9 | - | 1020 | 1260 | 1480 | eBeam (bueno) | W, grafito | Se pueden fabricar buenas películas utilizando pellets o material en polvo. |
| Dy | 1409 | 8.54 | - | 625 | 750 | 900 | eBeam (bueno) | W | Se pueden fabricar películas delgadas de calidad a partir de material de origen a granel |
| DyF3 | 1360 | 6 | - | - | - | ~ 800 | eBeam (bueno) | Oeste, Ta | El material fuente a granel está disponible en forma de pellets y polvo. |
| sublime | |||||||||
| Dy2O3 | 2340 | 7.81 | - | - | - | ~ 1400 | eBeam (regular) | W | Se han fabricado películas delgadas a partir de material de origen a granel. |
| Er | 1497 | 9.06 | 0.74 | 650 | 775 | 930 | eBeam (bueno) | Oeste, Ta | - |
| sublime | |||||||||
| ErF2 | 1380 | 6.5 | - | - | - | ~ 950 | - | - | - |
| Er2O3 | 2400 | 8.64 | - | - | - | ~ 1600 | eBeam (regular) | W | La evaporación reactiva de material a granel en una atmósfera de O2 mantiene la estequiometría. |
| Eu | 822 | 5.26 | - | 280 | 360 | 480 | eBeam (regular) | Al2O3 | - |
| sublime | |||||||||
| EuF2 | 1380 | 6.5 | - | - | - | ~ 950 | - | - | - |
| Eu2O3 | 2400 | 8.64 | - | - | - | ~ 1600 | eBeam (bueno) | W | La evaporación reactiva de polvo o gránulos de Eu2O3 en una atmósfera de O2 mantiene la estequiometría. |
| EuS | - | 5.75 | - | - | - | - | eBeam (bueno) | W | Se ha informado en la literatura sobre la evaporación mediante haz electrónico de polvo de EuS en UHV (vacío base de 10-8 torr). |
| Gd | 1312 | 7.89 | - | 760 | 900 | 1175 | Rayo electrónico (Xlnt) | Al203, Oeste | Se ha informado sobre la evaporación de Gd mediante eBeam directamente desde el hogar de Cu enfriado por agua. |
| Gd2O3 | 2310 | 7.41 | - | - | - | - | eBeam (regular) | Al203, Oeste | La evaporación reactiva de gránulos de Gd₂O₃ en O₂ mantiene la estequiometría de la película delgada. El índice de refracción aumenta con el calentamiento del sustrato. |
| Ga | 30 | 5.9 | - | 619 | 742 | 907 | eBeam (bueno) | grafito, Al2O3, BeO, cuarzo | Aleaciones con metales refractarios |
| Gasb | 710 | 5.6 | - | - | - | - | eBeam (regular) | Oeste, Ta | Es posible la evaporación mediante eBeam a partir de material de origen a granel |
| GaAs | 1238 | 5.3 | - | - | - | - | eBeam (bueno) | grafito, W | La calidad de la película se mejora con la evaporación asistida por iones. |
| GaN | - | 6.1 | - | - | - | ~ 200 | eBeam (regular) | grafito, Al2O3, BeO, cuarzo | Evaporación reactiva de Ga en 10-3 N |
| sublime | 2 | ||||||||
| Ga2O3 | 1900 | 5.88 | - | - | - | - | eBeam (regular) | grafito, W | La evaporación reactiva de Ga2O3 en presión parcial de O2 mantiene la estequiometría |
| Brecha | 1540 | 4.1 | - | - | 770 | 920 | eBeam (regular) | cuarzo, W | Se ha informado de la coevaporación de Ga y P |
| Ge | 937 | 5.35 | 0.516 | 812 | 957 | 1167 | Rayo electrónico (Xlnt) | Al2O3, cuarzo, grafito, Ni | Películas uniformes logradas con rampa de potencia lenta y haz barrido |
| Ge3N2 | 450 | 5.2 | - | - | - | ~ 650 | eBeam (deficiente) | - | La pulverización catódica es el método de fabricación preferido. |
| sublime | |||||||||
| GeO2 | 1086 | 6.24 | - | - | - | ~ 625 | eBeam (bueno) | grafito, Al2O3, cuarzo | La estequiometría de GeO2 se puede mantener mediante la evaporación reactiva del material fuente a granel en O2 |
| GeTe | 725 | 6.2 | - | - | - | 381 | - | - | - |
| Au | 1062 | 19.32 | 0.381 | 807 | 947 | 1132 | Rayo electrónico (Xlnt) | W, Al2O3, | La salpicadura de metal puede ser un problema. Se puede mitigar mediante una rampa de potencia lenta con haz de barrido y bajo contenido de carbono en el material de origen. |
| grafito, BN | |||||||||
| Hf | 2230 | 13.09 | - | 2160 | 2250 | 3090 | eBeam (bueno) | W | - |
| HfB2 | 3250 | 10.5 | - | - | - | - | - | - | Se ha informado sobre la fabricación de películas de HfB2 mediante CVD |
| HFC | 4160 | 12.2 | - | - | - | ~ 2600 | - | - | - |
| sublime | |||||||||
| HfN | 2852 | 13.8 | - | - | - | - | - | - | Las películas de HfN se han producido mediante pulverización catódica reactiva por RF de Hf en N2 + Ar |
| HfO2 | 2812 | 9.68 | - | - | - | ~ 2500 | eBeam (regular) | grafito, W | Se puede fabricar mediante evaporación reactiva en O₂ o utilizando material de partida a granel. El recocido posterior al proceso a 2 °C mejora la calidad de la película. |
| HfSi2 | 1750 | 7.2 | - | - | - | - | eBeam (regular) | W | Se han fabricado películas delgadas de HfSi2 mediante evaporación eBeam de Hf sobre sustratos de Si, seguido de recocido a 750 °C durante una hora. |
| Ho | 1470 | 8.8 | - | 650 | 770 | 950 | eBeam (bueno) | W | - |
| sublime | |||||||||
| HoF3 | 1143 | 7.64 | - | - | - | ~ 800 | - | cuarzo | - |
| Ho2O3 | 2370 | 8.41 | - | - | - | - | eBeam (regular) | W | Se han fabricado películas delgadas de Ho2O3 mediante evaporación por haz de electrones de material fuente en polvo o evaporación reactiva de Ho en O2. |
| In | 157 | 7.3 | 0.841 | 487 | 597 | 742 | Rayo electrónico (Xlnt) | Mo, grafito, Al2O3 | Se prefiere el revestimiento de Cu y W. Mo. |
| InSb | 535 | 5.8 | - | 500 | - | ~ 400 | eBeam (regular) | grafito, W | Películas delgadas fabricadas a partir de material fuente en polvo |
| en como | 943 | 5.7 | - | 780 | 870 | 970 | - | - | La deposición catódica es la técnica preferida para la fabricación de películas delgadas. |
| In2O3 | 1565 | 7.18 | - | - | - | ~ 1200 | eBeam (bueno) | Al2O3 | Se han producido películas delgadas mediante evaporación reactiva de In2O3 en polvo a presión parcial de O2. |
| sublime | |||||||||
| En p | 1058 | 4.8 | - | - | 630 | 730 | eBeam (regular) | grafito, W | Los depósitos son ricos en P |
| In2Se3 | 890 | 5.7 | - | - | - | - | eBeam (regular) | grafito, W | Se han fabricado películas delgadas mediante evaporación por haz de electrones a partir de InSe en polvo. El recocido posterior al proceso mejora la cristalinidad. |
| In2S3 | 1050 | 4,9 | - | - | - | 850 | - | - | - |
| sublime | |||||||||
| In2S | 653 | 5.87 | - | - | - | 650 | - | - | - |
| In2Te3 | 667 | 5.8 | - | - | - | - | - | - | Se ha informado de películas delgadas resultantes de la coevaporación de fuentes de In y Te. |
| In2O3–SnO2 | 1800 | 6.43 - 7.14 | - | - | - | - | eBeam (bueno) | grafito | Se han producido películas delgadas a partir de polvo con una concentración de 90 % In₂O₃ y 2 % SnO₂ en presión parcial de O₂. La temperatura del sustrato de 3 °C mejora la conductividad eléctrica de las películas resultantes. |
| Ir | 2459 | 22.65 | - | 1850 | 2080 | 2380 | eBeam (regular) | W | Se puede lograr una mejor uniformidad y adhesión utilizando la deposición catódica. |
| Fe | 1535 | 7.86 | 0.349 | 858 | 998 | 1180 | Rayo electrónico (Xlnt) | Al2O3, BeO, | El Fe fundido atacará y se adherirá al grafito, lo que limitará gravemente la vida útil del revestimiento del crisol. |
| grafito | |||||||||
| FeBr2 | 689 | 4.64 | - | - | - | 561 | - | - | - |
| FeCl2 | 670 | 2.98 | - | - | - | 300 | - | - | - |
| sublime | |||||||||
| Feixnumx | 592 | 5.31 | - | - | - | 400 | - | - | - |
| FeO | 1425 | 5.7 | - | - | - | - | eBeam (deficiente) | - | Se prefiere deposición catódica. |
| Fe2O3 | 1565 | 5.24 | - | - | - | - | eBeam (bueno) | Al2O3, BeO, | Se ha informado de películas delgadas de Fe2O3 fabricadas por evaporación reactiva de Fe en una presión parcial de O0.1 de 2 Pa. |
| grafito | |||||||||
| FES | 1195 | 4.84 | - | - | - | - | - | - | - |
| La | 920 | 6.17 | - | 990 | 1212 | 1388 | Rayo electrónico (Xlnt) | Oeste, Ta | - |
| LaB6 | 2210 | 2.61 | - | - | - | - | eBeam (regular) | - | Las películas y recubrimientos de LaB6 se producen más comúnmente con deposición catódica. |
| LaBr3 | 783 | 5.06 | - | - | - | - | - | - | - |
| LaF3 | 1490 | 6 | - | - | - | 900 | eBeam (bueno) | Ta, Mo | La evaporación mediante haz de electrones asistida por iones mejora la densidad y la adhesión de la película. |
| sublime | |||||||||
| La2O3 | 2250 | 5.84 | - | - | - | 1400 | eBeam (bueno) | W, grafito | Puede producirse contaminación por C con los revestimientos de crisoles de grafito |
| Pb | 328 | 11.34 | 1.13 | 342 | 427 | 497 | Rayo electrónico (Xlnt) | Al2O3, cuarzo, grafito, W | - |
| PbBr2 | 373 | 6.66 | - | - | - | ~ 300 | - | - | - |
| PbCl2 | 501 | 5.85 | - | - | - | ~ 325 | - | - | - |
| PbF2 | 822 | 8.24 | - | - | - | ~ 400 | - | - | - |
| sublime | |||||||||
| PbI2 | 502 | 6.16 | - | - | - | ~ 500 | - | - | - |
| PbO | 890 | 9.53 | - | - | - | ~ 550 | eBeam (regular) | Al2O3, cuarzo, W | Se pueden producir películas delgadas de PbO estequiométricas utilizando material fuente en polvo |
| PbSnO3 | 1115 | 8.1 | - | 670 | 780 | 905 | eBeam (deficiente) | Al2O3, W | Desproporcionados |
| PbSe | 1065 | 8.1 | - | - | - | ~ 500 | eBeam (regular) | Al2O3, grafito | - |
| sublime | |||||||||
| PbS | 1114 | 7.5 | - | - | - | 550 | eBeam (regular) | Al2O3, cuarzo | El recocido posterior a la deposición a 150 °C mejora la cristalinidad de las películas. |
| sublime | |||||||||
| PbTe | 917 | 8.16 | - | 780 | 910 | 1050 | eBeam (deficiente) | Al2O3, grafito | Las películas producidas a partir de PbTe a granel tienden a ser ricas en Te. Se prefiere la deposición catódica. |
| PbTiO3 | - | 7.52 | - | - | - | - | eBeam (regular) | Oeste, Ta | Se ha informado de películas delgadas de PbTiO3 con coevaporación reactiva de polvo de PbO y pellets de TiO2 en presión parcial de O2. |
| Li | 179 | 0.53 | - | 227 | 307 | 407 | eBeam (bueno) | Ta, Al2O3, BeO | Las películas de litio se oxidan fácilmente en el aire. |
| LiBr | 547 | 3.46 | - | - | - | ~ 500 | - | - | - |
| LiCl | 613 | 2.07 | - | - | - | 400 | - | - | - |
| LiF | 870 | 2.6 | - | 875 | 1020 | 1180 | eBeam (bueno) | W, Mo, Ta, Al2O3 | El control de velocidad es importante para las películas ópticas. Desgasificación antes de la deposición del haz rasterizado. |
| yo | 446 | 4.06 | - | - | - | 400 | - | - | - |
| Li2O | 1427 | 2.01 | - | - | - | 850 | - | - | - |
| Lu | 1652 | 9.84 | - | - | - | 1300 | Rayo electrónico (Xlnt) | Al2O3 | - |
| Lu2O3 | 2489 | 9.81 | - | - | - | 1400 | eBeam (regular) | Al2O3 | La evaporación mediante haz electrónico del material fuente en polvo da como resultado películas estequiométricas mediante recocido térmico rápido posterior a la deposición en O2 a 400-600 °C. |
| Mg | 651 | 1.74 | - | 185 | 247 | 327 | eBeam (bueno) | W, grafito, Al2O3 | El polvo es inflamable. Es posible que se produzcan altas tasas de deposición. |
| sublime | |||||||||
| MgAl2O4 | 2135 | 3.6 | - | - | - | - | - | - | Se ha informado sobre la deposición de eBeam a partir de polvo de MgAl2O4 |
| MgBr2 | 700 | 3.72 | - | - | - | ~ 450 | - | - | - |
| MgCl2 | 708 | 2.32 | - | - | - | 400 | - | - | - |
| MgF2 | 1266 | 2.9 - 3.2 | - | - | - | 1000 | Rayo electrónico (Xlnt) | Al2O3, grafito, Mo | Las mejores propiedades ópticas resultan del calentamiento del sustrato a 300 °C y una velocidad de deposición de ≤ 5 Å/seg. |
| MgI2 | 700 | 4.24 | - | - | - | 200 | - | - | - |
| MgO | 2800 | 3.58 | - | - | - | 1300 | eBeam (bueno) | Al2O3, grafito | Las películas estequiométricas resultan de la evaporación reactiva a una presión parcial de 10-3 torr O2 |
| Mn | 1244 | 7.2 | - | 507 | 572 | 647 | eBeam (bueno) | W, Al2O3, BeO | - |
| sublime | |||||||||
| MnBr2 | 695 | 4.38 | - | - | - | 500 | - | - | - |
| MnCl2 | 650 | 2.98 | - | - | - | 450 | - | - | - |
| MnO2 | 535 | 5.03 | - | - | - | - | eBeam (deficiente) | W, Mo, Al2O3 | Se han producido películas delgadas estequiométricas mediante evaporación reactiva de polvo de Mn en 10-3 torr de O |
| 2 | |||||||||
| MnS | 1615 | 3.99 | - | - | - | 1300 | - | - | - |
| Hg | -39 | 13.55 | - | -68 | -42 | -6 | - | - | Tóxico, no recomendado para procesos de evaporación. |
| HgS | 8.1 | - | - | - | 250 | eBeam (deficiente) | Al2O3 | Tóxico y se descompone, no recomendado para procesos de evaporación. | |
| sublime | sublime | ||||||||
| Mo | 2610 | 10.22 | - | 1592 | 1822 | 2117 | Rayo electrónico (Xlnt) | grafito, W | Las películas son lisas, duras y adherentes. |
| MoB2 | 2100 | 7.12 | - | - | - | - | - | - | - |
| Mo2C | 2687 | 9.18 | - | - | - | - | - | - | Se han descrito películas delgadas de Mo2C mediante deposición catódica y CVD. |
| MoS2 | 1185 | 4.8 | - | - | - | ~ 50 | - | - | Se ha informado sobre la fabricación de MoS2 mediante CVD |
| MoSi2 | 2050 | 6.3 | - | - | - | ~ 50 | - | - | Se han producido películas de MoSi2 mediante deposición catódica. |
| MoO3 | 795 | 4.7 | - | - | - | ~ 900 | eBeam (regular) | Al2O3, grafito, BN, Mo | El calentamiento del sustrato mejora la cristalinidad de la película. |
| Nd | 1024 | 7 | - | 731 | 871 | 1062 | Rayo electrónico (Xlnt) | Al2O3, Ta | - |
| NdF3 | 1410 | 6.5 | - | - | - | ~ 900 | eBeam (bueno) | W, Mo, Al2O3 | El calentamiento del sustrato a 360 °C mejoró la calidad de la película |
| Nd2O3 | 2272 | 7.24 | - | - | - | ~ 1400 | eBeam (bueno) | Oeste, Ta | Las películas pueden presentar deficiencia de oxígeno. El índice de refracción aumenta con el aumento de la temperatura del sustrato. |
| Ni | 1453 | 8.91 | 0.331 | 927 | 1072 | 1262 | Rayo electrónico (Xlnt) | Al2O3, BeO, W, | La expansión térmica diferencial entre el Ni y el grafito puede provocar que los revestimientos del crisol de grafito se agrieten al enfriarse. |
| grafito | |||||||||
| NiBr2 | 963 | 4.64 | - | - | - | 362 | - | - | - |
| sublime | |||||||||
| NiCl2 | 1001 | 3.55 | - | - | - | 444 | - | - | - |
| sublime | |||||||||
| NiO | 1990 | 7.45 | - | - | - | ~ 1470 | eBeam (bueno) | Al2O3, W | La temperatura del sustrato de 125 °C mejora la adhesión y la calidad de la película. El uso de polvo de NiO como material de partida mitiga las salpicaduras. |
| Nota (Cb) | 2468 | 8.55 | - | 1728 | 1977 | 2287 | Rayo electrónico (Xlnt) | grafito | La evaporación asistida por iones eBeam modifica la tensión de la película de Nb de tracción a compresión a una temperatura del sustrato de 400 °C. |
| NbB2 | 3050 | 6.97 | - | - | - | - | - | - | - |
| NbC | 3800 | 7.82 | - | - | - | - | eBeam (regular) | grafito | Se ha informado sobre películas delgadas de NbC sobre Ti |
| NbN | 2573 | 8.4 | - | - | - | - | eBeam (regular) | grafito, W | Se han fabricado películas de NbN mediante evaporación reactiva y pulverización catódica reactiva en N₂. También se han descrito películas de NbN mediante evaporación asistida por iones. |
| NBO | - | 6.27 | - | - | - | 1100 | - | - | - |
| Nb2O5 | 1530 | 4.47 | - | - | - | - | - | - | Se han informado películas de Nb2O5 producidas mediante pulverización catódica con magnetrón de RF utilizando un objetivo estequiométrico. |
| NbTe | - | 7.6 | - | - | - | - | - | - | - |
| Nb3Sn | - | - | - | - | - | - | Rayo electrónico (Xlnt) | grafito, Ta | Se han descrito películas producidas por coevaporación de Nb y Sn. El calentamiento del sustrato mejora la homogeneidad de la película. |
| Nb2O3 | 1780 | 7.5 | - | - | - | - | - | - | - |
| Os | 1700 | 22.5 | - | 2170 | 2430 | 2760 | - | - | - |
| Pd | 1550 | 12.4 | - | - | - | 1192 | Rayo electrónico (Xlnt) | W, Al2O3, | Susceptible a salpicaduras de metal. Se mitiga con una rampa de potencia lenta y un periodo de reposo más prolongado antes de la deposición. |
| grafito | |||||||||
| DOP | 870 | 8.31 | - | - | - | 575 | eBeam (deficiente) | Al2O3 | Se descompone |
| P | 41.4 | 1.82 | - | 327 | 361 | 402 | eBeam (deficiente) | Al2O3 | Reacciona violentamente en el aire. |
| Pt | 1769 | 21.45 | 0.245 | 1292 | 1492 | 1747 | Rayo electrónico (Xlnt) | W, Al2O3, | Se prefieren velocidades de deposición bajas (<5 Å/s) para uniformidad de la película. Es posible la contaminación de carbono con revestimientos de grafito a alta potencia. |
| grafito | |||||||||
| Pu | 635 | 19 | - | - | - | - | - | - | Tóxico. Radiactivo |
| Po | 254 | 9.4 | - | 117 | 170 | 244 | - | - | Tóxico. Radiactivo |
| K | 64 | 0.86 | - | 23 | 60 | 125 | - | cuarzo | Altamente reactivo en el aire |
| KBr | 730 | 2.75 | - | - | - | ~ 450 | - | cuarzo | Utilice un precalentamiento suave para desgasificar. |
| KCl | 776 | 1.98 | - | - | - | ~ 510 | eBeam (regular) | Ta, cuarzo, Mo | Utilice un precalentamiento suave para desgasificar. |
| KF | 880 | 2.48 | - | - | - | ~ 500 | eBeam (deficiente) | cuarzo | Utilice un precalentamiento suave para desgasificar. |
| KOH | 360 | 2.04 | - | - | - | ~ 400 | - | - | - |
| KI | 72 | 3.13 | - | - | - | ~ 500 | - | - | - |
| Pr | 931 | 6.78 | - | 800 | 950 | 1150 | eBeam (bueno) | W, grafito, Ta | Las películas de Pr se oxidarán en el aire. |
| Pr2O3 | 2125 | 6.88 | - | - | - | 1400 | eBeam (bueno) | W, grafito, ThO2 | Pierde oxígeno. Informes de películas delgadas de Pr₂O₃ cultivadas por MBE. |
| 10 8 Primero de Mayo | 10 6 Primero de Mayo | 10 4 Primero de Mayo | |||||||
| Ra | 700 | 5 | - | 246 | 320 | 416 | - | - | - |
| Re | 3180 | 20.53 | - | 1928 | 2207 | 2571 | eBeam (bueno) | W, grafito | El calentamiento del sustrato a 600 °C mejora las propiedades de la película. |
| ReO3 | 297 | 8.2 | - | - | - | ~ 100 | eBeam (bueno) | W, grafito | Películas producidas por evaporación reactiva de Re en 10-3 torr de O |
| 2 | |||||||||
| Rh | 1966 | 12.41 | - | 1277 | 1472 | 1707 | eBeam (bueno) | W, grafito | - |
| Rb | 38.5 | 1.47 | - | -3 | 37 | 111 | - | cuarzo | - |
| RbCl | 715 | 2.76 | - | - | - | ~ 500 | - | cuarzo | - |
| RbI | 642 | 3.55 | - | - | - | ~ 400 | - | cuarzo | - |
| Ru | 2700 | 12.45 | - | 1780 | 1990 | 2260 | eBeam (deficiente) | W | El material se dispersa mediante rayos e. Se prefiere la deposición catódica. |
| Sm | 1072 | 7.54 | - | 373 | 460 | 573 | eBeam (bueno) | Al2O3 | - |
| Sm2O3 | 2350 | 7.43 | - | - | - | - | eBeam (bueno) | W | Pierde oxígeno. Se prefiere la deposición catódica. |
| Sm2S3 | 1900 | 5.72 | - | - | - | - | - | - | - |
| Sc | 1539 | 2.99 | - | 714 | 837 | 1002 | Rayo electrónico (Xlnt) | W, Mo, Al2O3 | Aleaciones con Ta |
| Sc2O3 | 2300 | 3.86 | - | - | - | ~ 400 | eBeam (regular) | W | Pierde oxígeno. Se han reportado películas producidas por pulverización catódica reactiva en O₂. |
| Se | 217 | 4.79 | - | 89 | 125 | 170 | eBeam (bueno) | W, Mo, grafito, Al2O3 | Tóxico. Puede contaminar los sistemas de vacío. |
| Si | 1410 | 2.42 | 0.712 | 992 | 1147 | 1337 | eBeam (regular) | Ta, grafito, BeO | Posibilidad de altas tasas de deposición. El silicio fundido puede atacar los revestimientos de grafito, lo que limita su vida útil. |
| SiB6 | - | 2.47 | - | - | - | - | - | - | - |
| SiC | 2700 | 3.22 | - | - | - | 1000 | eBeam (regular) | W | La deposición catódica es la técnica preferida para la fabricación de películas delgadas. |
| SiO2 | 1610 - 1710 | 2.2 - 2.7 | 1 | - | - | ~ 1025 | Rayo electrónico (Xlnt) | Al2O3, Ta, | El haz barrido es fundamental para evitar la perforación de agujeros, ya que el material de origen tendrá un charco de fusión poco profundo. |
| Influenciado por la composición | grafito, W | ||||||||
| SiO | 1702 | 2.1 | - | - | - | 850 | eBeam (regular) | W, Ta, grafito | Se ha informado de películas delgadas de material de SiO2 a granel |
| sublime | |||||||||
| Si3N4 | - | 3.44 | - | - | - | ~ 800 | - | - | Se han descrito películas delgadas de Si3N3 mediante deposición catódica reactiva. |
| sublime | |||||||||
| Si | - | - | - | - | - | 550 | - | - | - |
| SiS | - | 1.85 | - | - | - | 450 | - | - | - |
| sublime | |||||||||
| SiTe2 | - | 4.39 | - | - | - | 550 | - | - | - |
| Ag | 961 | 10.49 | 0.529 | 847 | 958 | 1105 | Rayo electrónico (Xlnt) | W, Al2O3, Ta, | Se recomienda utilizar un haz barrido durante la fusión y un haz enfocado durante la deposición para lograr tasas de deposición más altas. |
| Mo, grafito | |||||||||
| AgBr | 432 | 6.47 | - | - | - | ~ 380 | - | - | - |
| AgCl | 455 | 5.56 | - | - | - | ~ 520 | - | - | - |
| AgI | 558 | 5.67 | - | - | - | ~ 500 | - | - | Se han descrito películas delgadas de AgI fabricadas mediante evaporación térmica. |
| Na | 97 | 0.97 | - | 74 | 124 | 192 | - | cuarzo | Precalentar suavemente para desgasificar. El metal reacciona violentamente en el aire. |
| NaBr | 755 | 3.2 | - | - | - | ~ 400 | - | - | - |
| NaCl | 801 | 2.16 | - | - | - | 530 | - | - | Se han descrito películas delgadas de NaCl fabricadas por evaporación térmica en celdas Knudsen con crisoles de cuarzo. |
| NaCN | 563 | - | - | - | - | ~ 550 | - | - | - |
| naf | 988 | 2.79 | - | - | - | ~ 700 | eBeam (bueno) | W, Ta, grafito, BeO | Utilice un precalentamiento suave para desgasificar. Se han reportado películas delgadas de NaF producidas a partir de material de fuente en polvo y calentamiento del sustrato a 230 °C. |
| NaOH | 318 | 2.13 | - | - | - | ~ 470 | - | - | - |
| Sr | 769 | 2.6 | - | 239 | 309 | 403 | eBeam (deficiente) | grafito, cuarzo | Humedece metales refractarios. Puede reaccionar fuertemente en el aire. |
| SrF2 | 1190 | 4.24 | - | - | - | ~ 1000 | eBeam (deficiente) | Al2O3, W, cuarzo | Se han reportado películas delgadas de SrF2 producidas por eBeam y evaporación térmica. |
| srO | 2460 | 4.7 | - | - | - | 1500 | eBeam (deficiente) | Al2O3 | Pierde oxígeno. Reacciona con W y Mo. |
| sublime | |||||||||
| SrS | > 2000 | 3.7 | - | - | - | - | - | - | Se descompone |
| S8 | 115 | 2 | - | 13 | 19 | 57 | eBeam (deficiente) | cuarzo | Puede contaminar los sistemas de vacío. |
| Ta | 2996 | 16.6 | - | 1960 | 2240 | 2590 | Rayo electrónico (Xlnt) | grafito | El alto punto de fusión del Ta limita la selección del revestimiento del crisol. Se requiere un alto vacío para mitigar la incorporación de oxígeno en las películas. |
| Tab2 | 3000 | 12.38 | - | - | - | - | - | - | - |
| TaC | 3880 | 14.65 | - | - | - | ~ 2500 | - | - | - |
| Broncearse | 3360 | 16.3 | - | - | - | - | eBeam (regular) | grafito | Se pueden producir películas delgadas de TaN mediante evaporación reactiva en 10-3 torr N |
| 2 | |||||||||
| Ta2O5 | 1800 | 8.74 | - | 1550 | 1780 | 1920 | eBeam (bueno) | grafito, Ta | Viga barrida para evitar la perforación. Una fina capa de Ti mejorará la adhesión al sustrato. |
| TaS2 | 1300 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| Tc | 2200 | 11.5 | - | 1570 | 1800 | 2090 | - | - | - |
| Te | 452 | 6.25 | - | 157 | 207 | 277 | eBeam (deficiente) | Al2O3, cuarzo, grafito | Humedece metales refractarios |
| Tb | 1357 | 8.27 | - | 800 | 950 | 1150 | Rayo electrónico (Xlnt) | Al2O3, grafito, Ta | También se han reportado películas delgadas producidas por deposición catódica y evaporación térmica. |
| TbF3 | 1176 | - | - | - | - | ~ 800 | - | - | Se prefiere la deposición por pulverización catódica |
| Tb2O3 | 2387 | 7.87 | - | - | - | 1300 | - | - | Se han reportado películas delgadas preparadas mediante deposición de láser pulsado |
| Tb4O7 | 2340 | 7.3 | - | - | - | - | - | - | Se ha informado del recocido de películas de Tb2O3 a 800 °C en aire para producir Tb4O7 estable. |
| Tl | 302 | 11.85 | - | 280 | 360 | 470 | eBeam (deficiente) | Al2O3, cuarzo, grafito | El talio y sus compuestos son muy tóxicos. Se moja fácilmente. |
| Tlbr | 480 | 7.56 | - | - | - | ~ 250 | - | - | Se ha informado sobre la evaporación térmica de películas delgadas de TlBr |
| sublime | |||||||||
| TlCl | 430 | 7 | - | - | - | ~ 150 | - | - | - |
| sublime | |||||||||
| TlI | 440 | 7.09 | - | - | - | ~ 250 | eBeam (deficiente) | Al2O3, cuarzo | Se pueden producir películas delgadas de baja tensión mediante evaporación por haz de electrones con una temperatura de sustrato de 100 °C. |
| Tl2O3 | 717 | 9.65 | - | - | - | 350 | - | - | Se desproporciona a 850 °C respecto a Tl2O |
| Th | 1875 | 11.7 | - | 1430 | 1660 | 1925 | Rayo electrónico (Xlnt) | Oeste, Ta, Misuri | Tóxico y ligeramente radiactivo. |
| ThBr4 | - | 5.67 | - | - | - | - | - | - | - |
| sublime | |||||||||
| ThC2 | 2273 | 8.96 | - | - | - | ~ 2300 | - | - | - |
| ThO2 | 3050 | 10.03 | - | - | - | ~ 2100 | eBeam (bueno) | W | Se han reportado películas estequiométricas estables de ThO2 producidas a partir de material fuente en polvo. |
| ThF4 | 1110 | 6.3 | - | - | - | ~ 750 | eBeam (regular) | Ta, Mo, grafito | Precalentar suavemente para desgasificar. Una temperatura del sustrato de 175 °C mejora la adhesión y la calidad de la película. |
| ThOF2 | 900 | 9.1 | - | - | - | - | eBeam (deficiente) | Oeste, Ta, Misuri, | No se evapora estequiométricamente, las películas resultantes son principalmente ThF4 |
| grafito | |||||||||
| ThS2 | - | 6.8 | - | - | - | - | - | - | - |
| Tm | 1545 | 9.32 | - | 461 | 554 | 680 | eBeam (bueno) | Al2O3 | - |
| sublime | |||||||||
| Tm2O3 | - | 8.9 | - | - | - | 1500 | - | - | Se han reportado películas delgadas de Tm2O3 por evaporación eBeam y MBE |
| Sn | 232 | 7.75 | 0.724 | 682 | 807 | 997 | Rayo electrónico (Xlnt) | Al2O3, Ta, | Es posible alcanzar altas tasas de deposición, pero la uniformidad podría verse afectada. Rampa de potencia lenta para mitigar la cavitación del baño de fusión. |
| grafito, W | |||||||||
| SnO2 | 1127 | 6.95 | - | - | - | ~ 1000 | Rayo electrónico (Xlnt) | Al2O3, cuarzo | La temperatura del sustrato por encima de 200 °C mejora la cristalinidad de la película. |
| sublime | |||||||||
| SnSe | 861 | 6.18 | - | - | - | ~ 400 | - | - | Se han informado películas delgadas estequiométricas de SnSe producidas por evaporación térmica de material fuente en polvo. |
| SNS | 882 | 5.08 | - | - | - | ~ 450 | eBeam (deficiente) | cuarzo, W | Se han reportado películas delgadas preparadas por evaporación eBeam de polvo de SnS y coevaporación reactiva de Sn y S |
| SnTe | 780 | 6.44 | - | - | - | ~ 450 | eBeam (deficiente) | cuarzo | Se han reportado películas delgadas de SnTe producidas con evaporación eBeam a una temperatura de sustrato de 300 °C. |
| Ti | 1675 | 4.5 | 0.628 | 1067 | 1235 | 1453 | Rayo electrónico (Xlnt) | W, grafito, TiC | Las películas son muy adherentes a casi cualquier sustrato. |
| TiB2 | 2980 | 4.5 | - | - | - | - | - | - | La deposición catódica es la técnica preferida para la fabricación de películas delgadas. |
| Tic | 3140 | 4.93 | - | - | - | ~ 2300 | eBeam (regular) | W, grafito | Se ha informado sobre la evaporación de películas delgadas de TiC mediante haces de iones con y sin asistencia de haces de iones. |
| TiO2 | 1640 | 4.29 | - | - | - | ~ 1300 | eBeam (bueno) | W, grafito, Ta | Se han producido películas delgadas estequiométricas de TiO2 a partir de material fuente en polvo y una temperatura de sustrato de 600 °C. |
| TiO | 1750 | - | - | - | - | ~ 1500 | eBeam (bueno) | W, grafito, Ta | Desgasificación con precalentamiento suave antes de la deposición |
| Estaño | 2930 | 5.43 | - | - | - | - | eBeam (bueno) | W, grafito, TiC | Se han preparado películas delgadas mediante evaporación reactiva de Ti en presión parcial de N2. |
| Ti2O3 | 2130 | 4.6 | - | - | - | - | eBeam (bueno) | W, Ta, grafito | Se han producido películas estequiométricas mediante evaporación reactiva de polvo de TiO en 2.5 x 10-4 torr de O |
| 2 3 2 | |||||||||
| W | 3410 | 19.3 | 0.163 | 2117 | 2407 | 2757 | eBeam (bueno) | W | Se requiere un precalentamiento lento y prolongado para acondicionar el material fuente. Rasterice el haz de electrones para evitar la perforación de agujeros. |
| WB2 | 2900 | 12.75 | - | - | - | - | - | - | - |
| W2C | 2860 | 17.15 | - | 1480 | 1720 | 2120 | eBeam (bueno) | W, grafito | Se han reportado películas delgadas preparadas mediante evaporación por haz de electrones de material fuente en polvo. La deposición por pulverización catódica de RF es ampliamente reportada. |
| WTe3 | - | 9.49 | - | - | - | - | - | - | - |
| WO3 | 1473 | 7.16 | - | - | - | 980 | eBeam (bueno) | W | Las películas delgadas se preparan más comúnmente utilizando material fuente de polvo WO3. |
| sublime | |||||||||
| U | 1132 | 19.07 | - | 1132 | 1327 | 1582 | eBeam (bueno) | W, Mo, grafito | Las películas delgadas de uranio empobrecido se oxidan fácilmente incluso a baja presión parcial de O2. |
| UC2 | 2260 | 11.28 | - | - | - | 2100 | - | - | - |
| UO2 | 2176 | 10.9 | - | - | - | - | eBeam (regular) | W | Se han descrito películas delgadas estequiométricas producidas por evaporación reactiva de uranio empobrecido en presión parcial de O2. |
| UF4 | ~ 1000 | - | - | - | - | 300 | - | - | Se ha informado de películas delgadas fabricadas mediante deposición catódica de uranio empobrecido con iones F– |
| U3O8 | Se descompone | 8.3 | - | - | - | - | - | - | Se han informado películas delgadas producidas mediante deposición catódica reactiva de objetivos de uranio empobrecido en O2. |
| UP2 | - | 8.57 | - | - | - | 1200 | - | - | - |
| U2S3 | - | - | - | - | - | 1400 | - | - | - |
| V | 1890 | 5.96 | - | 1162 | 1332 | 1547 | Rayo electrónico (Xlnt) | W, grafito, Ta | Se prefiere la evaporación eBeam de Wets Mo. |
| VB2 | 2400 | 5.1 | - | - | - | - | - | - | - |
| VC | 2810 | 5.77 | - | - | - | ~ 1800 | - | - | - |
| VO2 | 1967 | 4.34 | - | - | - | ~ 575 | eBeam (deficiente) | W, grafito | Es difícil mantener la estequiometría mediante evaporación por haz de electrones, por lo que se prefiere la deposición catódica. |
| sublime | |||||||||
| VN | 2320 | 6.13 | - | - | - | - | - | - | - |
| V2O5 | 690 | 3.36 | - | - | - | ~ 500 | eBeam (bueno) | W, grafito | Las películas delgadas preparadas a partir de material fuente en polvo son prácticamente estequiométricas. El recocido posterior al proceso a 280° en O₂ restaura la estequiometría completa. |
| VSi2 | 1700 | 4.42 | - | - | - | - | - | - | - |
| Yb | 824 | 6.98 | - | 520 | 590 | 690 | eBeam (bueno) | Al2O3, W, Ta | Almacene el material de fuente de evaporación de Yb en un desecador de N2 para mitigar la oxidación. |
| sublime | |||||||||
| YbF3 | 1157 | 8.17 | - | - | - | ~ 800 | eBeam (regular) | Ta, Mo, W | Precalentar lentamente y evaporar a |
| ≤ 10Å/seg para mitigar la disociación | |||||||||
| Yb2O3 | 2346 | 9.17 | - | - | - | ~ 1500 | eBeam (regular) | Al2O3, W, Ta | Las películas delgadas producidas por evaporación reactiva en 8 x 10-5 torr O tienen |
| 2 | |||||||||
| sublime | Se ha informado. | ||||||||
| Y | 1509 | 4.48 | - | 830 | 973 | 1157 | Rayo electrónico (Xlnt) | W, Al2O3 | El calentamiento del sustrato a 300 °C mejora la adhesión y la suavidad de la película. |
| Y3Al5O12 | 1990 | - | - | - | - | - | eBeam (bueno) | W, Al2O3 | Películas preparadas a partir de material fuente en polvo, generalmente con dopantes. Las películas YAG, recocidas tras la deposición a 1100 °C al vacío, mejoran la cristalinidad. |
| YF3 | 1387 | 4.01 | - | - | - | - | eBeam (bueno) | W, Ta, Mo, Al2O3 | Evaporación por haz de electrones a una velocidad de |
| ≤ 10 Å/seg y una temperatura del sustrato de 200 °C producen películas cristalinas con buena adhesión | |||||||||
| Y2O3 | 2680 | 4.84 | - | - | - | ~ 2000 | eBeam (bueno) | grafito, W | Las películas evaporadas eBeam pueden presentar deficiencia de oxígeno, recocido posterior a la deposición. |
| en 10-3 torr O a 525°C da como resultado | |||||||||
| 2 | |||||||||
| sublime | películas estequiométricas. | ||||||||
| Zn | 419 | 7.14 | 0.514 | 127 | 177 | 250 | Rayo electrónico (Xlnt) | W, Al2O3, cuarzo, grafito | Se evapora bien en una amplia gama de condiciones. |
| Zn3Sb2 | 546 | 6.3 | - | - | - | - | - | - | - |
| ZnBr2 | 394 | 4.22 | - | - | - | ~ 300 | - | - | - |
| ZnF2 | 87 | 4.84 | - | - | - | ~ 800 | eBeam (regular) | cuarzo, W | Se han descrito películas delgadas preparadas mediante evaporación por haz de electrones de material fuente en polvo. El calentamiento del sustrato a 400 °C mejoró la cristalinidad. |
| Zn3N2 | - | 6.22 | - | - | - | - | - | - | Se ha informado de deposición catódica reactiva en N2 |
| ZnO | 1975 | 5.61 | - | - | - | ~ 1800 | eBeam (regular) | cuarzo, W | Se han reportado películas delgadas de calidad fabricadas utilizando evaporación eBeam a una velocidad de 8 Å/s y una temperatura de sustrato de 300 °C. |
| ZnSe | 1526 | 5.42 | - | - | - | 660 | eBeam (regular) | Oeste, Ta, Misuri, | Velocidad de deposición ≤ 5 Å/s. Las películas delgadas son policristalinas y una temperatura del sustrato de 300 °C mejora la adhesión y el tamaño de los cristalitos. |
| cuarzo | |||||||||
| ZnS | 1830 | 4.09 | - | - | - | ~ 800 | eBeam (bueno) | Oeste, Ta, Misuri, | Las películas delgadas producidas por evaporación eBeam muestran una orientación preferida (111) y las mejores propiedades ópticas resultan de una temperatura de sustrato de 400 °C. |
| sublime | cuarzo | ||||||||
| ZnTe | 1238 | 6.34 | - | - | - | ~ 600 | eBeam (regular) | Oeste, Ta, Misuri, | Las películas delgadas estequiométricas producidas por evaporación eBeam tienen buena |
| cuarzo | Cristalinidad con una temperatura de sustrato de 230 °C. Las propiedades ópticas dependen del espesor. | ||||||||
| ZrSiO4 | 2550 | 4.56 | - | - | - | - | - | - | - |
| Zr | 1852 | 6.4 | - | 1477 | 1702 | 1987 | Rayo electrónico (Xlnt) | W, cuarzo | Aleaciones con W. Las películas delgadas se oxidan fácilmente. |
| ZrB2 | 3040 | 6.08 | - | - | - | - | eBeam (bueno) | W, cuarzo | Películas estequiométricas preparadas por |
| Se ha informado de coevaporación de Zr y B | |||||||||
| ZrC | 3540 | 6.73 | - | - | - | ~ 2500 | eBeam (deficiente) | grafito | Se han reportado películas delgadas de calidad de ZrC usando deposición de láser pulsado |
| ZrN | 2980 | 7.09 | - | - | - | - | - | - | Se han reportado películas delgadas de ZrN preparadas por evaporación de Zr asistida por iones N2 |
| ZrO2 | 2700 | 5.49 | - | - | - | ~ 220 | eBeam (bueno) | W, grafito | Evaporación reactiva en 10-3 torr O |
| 2 | |||||||||
| producir como estequiométrico depositado | |||||||||
| Películas. Para películas evaporadas con haz de electrones, el recocido posterior a la deposición en O₂ restaura la estequiometría. | |||||||||
| ZrSi2 | 1700 | 4.88 | - | - | - | - | - | - | El Zr evaporado por eBeam sobre sustratos de Si forma ZrSi2 tras un recocido térmico posterior a la deposición a 600 °C. |
Ventajas del recubrimiento por evaporación
Alta pureza de película delgada
El recubrimiento por evaporación se realiza en un entorno de alto vacío, cuyo grado de vacío suele alcanzar 10⁻6 Pa o incluso más. Esto reduce considerablemente la posibilidad de que impurezas como el oxígeno, el nitrógeno y el vapor de agua del aire reaccionen con los átomos o moléculas evaporados, y también evita que las partículas de impurezas se mezclen con la película.
Buena uniformidad de la película
En el recubrimiento por evaporación, la forma y la posición de la fuente de evaporación, así como el movimiento del sustrato (como su rotación), están diseñados para que los átomos o moléculas evaporados se depositen uniformemente sobre su superficie. Esto elimina eficazmente la diferencia radial en el espesor de la película.
Bajo costo
En comparación con otras tecnologías de preparación de películas delgadas (como la deposición química de vapor, el recubrimiento por pulverización catódica, etc.), la estructura del equipo de recubrimiento por evaporación es relativamente simple. El costo de fabricación de películas delgadas es relativamente bajo.
Tasa de deposición rápida
El recubrimiento por evaporación permite alcanzar una alta velocidad de deposición, que generalmente puede alcanzar desde unos pocos nanómetros hasta decenas de nanómetros por segundo. Esto implica una mayor eficiencia, una reducción de costos y un menor riesgo de contaminación del sustrato.
Amplia adaptabilidad de materiales
La tecnología de recubrimiento por evaporación es aplicable a diversos materiales, como metales, no metales, compuestos y algunos materiales orgánicos. Esto permite que la tecnología de recubrimiento por evaporación satisfaga las diversas necesidades de los materiales de película delgada en diferentes campos.
Fuerte fuerza de unión
Al controlar los parámetros de evaporación (como la temperatura y la velocidad de evaporación del sustrato), se puede ajustar eficazmente la fuerza de unión entre la película y el sustrato. Esto permite una unión más estrecha de los átomos a la superficie del sustrato.
Desventajas del recubrimiento por evaporación
Si bien el recubrimiento por evaporación ofrece numerosas ventajas, también presenta algunas desventajas y limitaciones inherentes en la práctica. Estas desventajas limitan en cierta medida su aplicación en ciertos campos.
Alta pureza de película delgada
El recubrimiento por evaporación se realiza en un entorno de alto vacío, cuyo grado de vacío suele alcanzar 10⁻6 Pa o incluso más. Esto reduce considerablemente la posibilidad de que impurezas como el oxígeno, el nitrógeno y el vapor de agua del aire reaccionen con los átomos o moléculas evaporados, y también evita que las partículas de impurezas se mezclen con la película.
Incompatible con materiales de alto punto de fusión
En el caso de materiales con alto punto de fusión (como tungsteno, molibdeno, carburo de silicio, etc.), la temperatura de evaporación es extremadamente alta, alcanzando generalmente varios miles de grados Celsius. Es difícil calentar estos materiales a la temperatura de evaporación.
Estrés de película grande
El crecimiento de películas delgadas se ve afectado por muchos factores (como la diferencia en el coeficiente de expansión térmica entre el sustrato y la película, una velocidad de deposición atómica demasiado rápida, etc.), lo que genera una gran tensión dentro de la película.
Los materiales compuestos son fáciles de descomponer.
En el caso de los materiales compuestos orgánicos, su estructura molecular es relativamente compleja. Durante el calentamiento y la evaporación, los enlaces químicos entre las moléculas pueden romperse, provocando la descomposición de los materiales orgánicos.
Aplicación del recubrimiento por evaporación
Debido a sus ventajas únicas, la tecnología de recubrimiento por evaporación se ha utilizado ampliamente en muchos campos y ha proporcionado un importante apoyo técnico para el desarrollo de diversas industrias.
Sensor
Los elementos sensibles de muchos sensores (como sensores de temperatura, sensores de gas, sensores de presión, etc.) requieren tecnología de recubrimiento. Por ejemplo, en los sensores de gas, las películas de óxido metálico (como óxido de zinc, óxido de estaño, etc.) se preparan mediante recubrimiento por evaporación. Este recubrimiento es sensible a los cambios en las propiedades eléctricas de gases específicos, y la detección de gases se logra detectando sus cambios de resistencia. La tecnología de recubrimiento por evaporación permite controlar con precisión el espesor y la composición de la película para garantizar la sensibilidad y la estabilidad del sensor.
Óptica
La tecnología de recubrimiento por evaporación se utiliza ampliamente en el recubrimiento de lentes ópticas, incluyendo películas antirreflectantes, películas de alta reflectancia, filtros, etc. En medios de almacenamiento como discos ópticos (CD, DVD y Blu-ray), el recubrimiento por evaporación se utiliza para preparar la capa reflectante y la capa de grabación. El componente principal de las células solares es una película semiconductora que absorbe la luz solar y la convierte en energía eléctrica. La tecnología de recubrimiento por evaporación facilita la preparación de diversas películas en células solares, como la película conductora transparente (película de ITO), la película de electrodos, la película de capa de absorción, etc.
Médico
Algunos dispositivos médicos (como bisturíes, jeringas, prótesis articulares, etc.) requieren un tratamiento superficial para mejorar su rendimiento y biocompatibilidad. La tecnología de recubrimiento por evaporación permite la deposición de películas biocompatibles en la superficie de los dispositivos médicos, como películas de titanio, películas de nitruro de titanio, etc., lo que mejora la resistencia al desgaste y a la corrosión, y la biocompatibilidad del dispositivo.
Conclusión
Como importante tecnología de deposición física de vapor, la tecnología de recubrimiento por evaporación se ha desarrollado durante más de cien años y ha conformado un sistema teórico relativamente completo y métodos de proceso diversificados. Desde la simple evaporación por resistencia hasta las tecnologías avanzadas actuales, como la evaporación láser y la evaporación por haz de electrones, el recubrimiento por evaporación está ampliando sus límites de aplicación gracias a la innovación continua. Su principio fundamental consiste en evaporar el material de recubrimiento en átomos o moléculas gaseosas mediante un método de calentamiento específico en un entorno de alto vacío. Estas partículas se transfieren al vacío y se depositan sobre la superficie del sustrato, formando una película delgada mediante adsorción, difusión, nucleación y crecimiento.