Chân không đề cập đến trạng thái khí trong một không gian nhất định dưới một áp suất khí quyển. Nói một cách đơn giản, nó có nghĩa là chiết xuất phần lớn các phân tử khí từ một thùng chứa, dẫn đến áp suất thấp hơn nhiều so với áp suất khí quyển bên ngoài.
Từ góc độ vi mô, chân không không có nghĩa là hoàn toàn không có vật chất. Có thể vẫn còn một lượng nhỏ phân tử khí, ion, photon, v.v. trong chân không. Tuy nhiên, số lượng các chất này rất nhỏ nên môi trường chân không có một số tính chất đặc biệt như áp suất thấp, cách nhiệt cao, truyền nhiệt thấp, v.v.
Chân không nói chung có thể được chia thành các cấp độ sau:
Độ chân không thấp: Phạm vi áp suất thường nằm trong khoảng 101325Pa (một bầu không khí tiêu chuẩn) đến 1333Pa. Trong phạm vi này vẫn còn khá nhiều phân tử khí, chủ yếu được sử dụng cho một số ứng dụng chân không thô như sấy chân không, tạo hình chân không, v.v.
Chân không trung bình: Phạm vi áp suất xấp xỉ 1333Pa đến 1,33 × 10 ⁻¹ Pa. Trong môi trường chân không trung bình, số lượng phân tử khí tiếp tục giảm, có thể được sử dụng trong một số giai đoạn sơ bộ của luyện kim chân không và phủ chân không.
Độ chân không cao: dải áp suất từ 1,33 × 10 ⁻¹ Pa đến 1,33 × 10 ⁻⁶ Pa. Trong điều kiện chân không cao, các phân tử khí rất hiếm và thích hợp cho lớp phủ chân không có độ chính xác cao, hàn chùm tia điện tử,xử lý nhiệt chân không, vân vân.
Độ chân không cực cao: áp suất dưới 1,33 × 10 ⁻⁶ Pa. Trong môi trường chân không cực cao, hầu như không có phân tử khí nào hiện diện, chủ yếu được sử dụng trong một số lĩnh vực nghiên cứu khoa học tiên tiến, như nghiên cứu khoa học bề mặt, một số quy trình quan trọng trongsản xuất chất bán dẫn, vân vân.
Vai trò của công nghệ chân không trong phủ phún xạ
Loại trừ tạp chất: Trong môi trường chân không, số lượng phân tử khí giảm đi rất nhiều, có thể loại bỏ hiệu quả các tạp chất trong không khí, như oxy, nitơ, hơi nước, v.v. Những tạp chất này sẽ phản ứng với vật liệu và chất nền mục tiêu, ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu suất của bộ phim. Thông qua công nghệ chân không, có thể tạo ra môi trường có độ tinh khiết cao để đảm bảo độ tinh khiết và ổn định của màng.
Nâng cao hiệu suất phún xạ: Trong môi trường chân không, chuyển động của các ion tự do hơn và không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như lực cản không khí. Điều này cho phép các ion va chạm với vật liệu mục tiêu ở tốc độ và năng lượng cao hơn, từ đó cải thiện hiệu quả phún xạ. Ngoài ra, chân không có thể làm giảm sự tán xạ và va chạm ion, đồng thời cải thiện hiệu quả sử dụng ion.
Kiểm soát các thông số lớp phủ: Công nghệ chân không có thể kiểm soát chính xác các thông số như áp suất không khí, nhiệt độ, công suất trong quá trình phủ. Bằng cách điều chỉnh các thông số này, có thể đạt được sự kiểm soát về độ dày, thành phần, cấu trúc và các khía cạnh khác của màng. Ví dụ, bằng cách thay đổi áp suất không khí, năng lượng và mật độ của các ion có thể được điều chỉnh, từ đó ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng và chất lượng của màng mỏng.
Cải thiện chất lượng màng: Màng mỏng được chuẩn bị trong điều kiện chân không có độ tinh khiết cao hơn, độ đồng đều tốt hơn và mật độ khuyết tật thấp hơn. Điều này là do chân không có thể loại bỏ tạp chất và kiểm soát các thông số lớp phủ, từ đó làm giảm các khuyết tật và tạp chất trong màng. Ngoài ra, chân không có thể làm giảm quá trình oxy hóa và nhiễm bẩn của màng mỏng, cải thiện độ ổn định và độ bền của chúng.
