L’équipement de revêtement sous vide par évaporation par résistance se compose principalement d’une chambre à vide et d’un système de pompage sous vide. La chambre à vide contient une source d'évaporation (c'est-à-dire un réchauffeur d'évaporation), un substrat et un support de substrat, un réchauffeur de substrat et un système d'échappement. Le matériau de revêtement est placé dans la source d'évaporation à l'intérieur de la chambre à vide. Dans des conditions de vide poussé, la source d’évaporation chauffe le matériau, provoquant son évaporation. Lorsque le libre parcours moyen des molécules de vapeur dépasse la dimension linéaire de la chambre à vide, les atomes et molécules de vapeur s'échappent de la surface de la source d'évaporation avec un minimum de collisions ou d'obstructions d'autres molécules ou atomes, leur permettant d'atteindre directement la surface du substrat. En raison de la température plus basse du substrat, les particules de vapeur se condensent dessus pour former un film.
Pour améliorer l'adhésion entre les molécules évaporées et le substrat, le substrat peut être activé par un chauffage ou un nettoyage ionique approprié. Les processus physiques impliqués dans le revêtement par évaporation sous vide, depuis l'évaporation du matériau et son transport jusqu'au dépôt du film, sont les suivants :
(1) Diverses méthodes sont utilisées pour convertir d'autres formes d'énergie en énergie thermique, en chauffant le matériau du film pour provoquer une évaporation ou une sublimation, ce qui donne lieu à des particules gazeuses (atomes, molécules ou groupes atomiques) avec une certaine énergie (0,1 ~ 0,3 eV) ;
(2) Les particules gazeuses quittent la surface du film et sont transportées vers la surface du substrat en ligne relativement droite avec un minimum de collisions et à une vitesse considérable ;
(3) Les particules gazeuses atteignant la surface du substrat se condensent et se nucléent, se transformant en un film mince en phase solide - ;
(4) Les atomes constituant le film mince se réorganisent ou forment des liaisons chimiques.
L'évaporation par chauffage par résistance est la méthode de chauffage la plus simple et la plus couramment utilisée, généralement adaptée au revêtement de matériaux dont le point de fusion est inférieur à 1 500 degrés. Généralement, un métal à point de fusion élevé-- (W, Mo, Ti, Ta, nitrure de bore, etc.) sous la forme d'un fil ou d'une feuille est transformé en une source d'évaporation de forme appropriée, sur laquelle le matériau de revêtement est chargé. Le chauffage Joule du courant fait fondre, évapore ou sublime le matériau de revêtement. Les formes de la source d'évaporation comprennent principalement une spirale multi-brins, une forme en U-, une forme d'onde sinusoïdale, une plaque mince, une forme de bateau et une forme de panier conique.
Simultanément, cette méthode nécessite que le matériau source d'évaporation présente des caractéristiques telles qu'un point de fusion élevé, une faible pression de vapeur saturée, des propriétés chimiques stables (ne réagissant pas chimiquement avec le matériau de revêtement à haute température), une bonne résistance à la chaleur et une faible variation de densité de puissance. Un courant important est utilisé pour traverser la source d'évaporation afin de chauffer et d'évaporer le matériau de revêtement directement, ou le matériau de revêtement est placé dans un creuset en graphite ou certains oxydes métalliques résistants aux températures élevées (tels que Al₂O₂, BO) pour un chauffage et une évaporation indirects.
Équipement de revêtement sous vide par évaporation par résistancea des limites dans le dépôt du film. Les métaux réfractaires ont de faibles pressions de vapeur, ce qui les rend difficiles à former des films minces ; certains éléments forment facilement des alliages avec le fil chauffant ; et il est difficile d'obtenir des films d'alliage de composition uniforme. Cependant, l’évaporation par chauffage par résistance est une méthode d’évaporation largement utilisée en raison de sa structure simple, de son faible coût et de sa facilité d’utilisation.
