Существуют различные методы получения (нанесения) тонких и сверхтонких металлических защитных покрытий (пленок), включающие вакуумное и вакуумно-термическое испарение. Разновидностями вакуумно-термического испарения являются: лазерное, электронно-лучевое и «взрывное».
Все вещества в зависимости от температуры нагрева могут находиться в одном из 3-х фазовых (агрегатных) состояний: твердом, жидком или газообразном (парообразном). Испарение, т. е. переход вещества в парообразное состояние, происходит, когда с повышением температуры средняя колебательная энергия его частиц возрастает настолько, что становится выше энергии связи с другими частицами, и они, покидая поверхность, распространяются (испаряются) в свободном пространстве.
Условной, практически установленной температурой испарения, считается температура, при которой давление насыщенного пара вещества составляет приблизительно 1,3 Па.
Температуры плавления и испарения некоторых, наиболее интересующих элементов приведены в таблице. Из таблицы видно, что условная температура испарения большинства элементов выше их температуры плавления, т. е. испарение происходит из жидкого состояния.
Однако некоторые вещества имеют условную температуру испарения ниже температуры плавления, т. е. они достаточно интенсивно испаряются непосредственно из твердого состояния.
Процесс перехода вещества из твердого состояния в парообразное, минуя жидкую фазу, называют сублимацией (или возгонкой).
Скорость испарения, т. е. количество вещества (в граммах), покидающее 1 см свободной поверхности в 1 с при условной температуре Тy, рассчитывают по формуле:
где: M — молекулярная масса, г/моль.
По этой формуле можно определить, например, какова скорость испарения алюминия, имеющего М = 27 и Ту = 1423:
Скорость испарения большинства элементов при Ty составляет 10-4 г/см2 ·с. Для получения приемлемых скоростей роста пленки, а также экономного расходования материала (нередко дорогостоящего) следует создавать условия движения частиц испаряемого вещества преимущественно по направлению к подложке. При этом необходим достаточно глубокий вакуум, при котором исключаются столкновения молекул остаточного газа с молекулами вещества и рассеивание их потока на пути к подложке.