电子束蒸发工艺的基本工作原理是使用强电子束加热和蒸发源材料,然后在基底上沉积成一层高纯度的薄膜。这种工艺是物理气相沉积(PVD)的一种形式,对于制作薄而不会明显改变基底尺寸的涂层特别有效。
详细说明:
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设置和组件:
- 该工艺在真空室中开始,真空室对于防止蒸发材料与空气分子发生反应至关重要。真空室内有三个主要组件:电子束源:
- 这通常是一根加热到 2000 摄氏度以上的钨丝。热量使电子从灯丝中发射出来。坩埚:
- 坩埚用于盛放源材料并接收电子束。坩埚可以由铜、钨或技术陶瓷等材料制成,具体取决于源材料的温度要求。坩埚持续水冷,以防止源材料熔化和污染。磁场:
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电子束源附近的磁铁会产生一个磁场,将发射的电子聚焦成一束射向坩埚的电子束。蒸发过程:
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由磁场聚焦的电子束撞击坩埚中的源材料。电子的能量转移到材料上,使其升温并蒸发。蒸发后的颗粒在真空中上升,沉积到源材料上方的基底上。这样就形成了薄膜涂层,厚度通常在 5 到 250 纳米之间。
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控制和监测:
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使用石英晶体监测器实时监测沉积薄膜的厚度。一旦达到所需的厚度,电子束就会关闭,系统启动冷却和排气程序以释放真空压力。多种材料涂层:
许多电子束蒸发系统都配备有多个坩埚,可以在不对系统进行排气的情况下依次沉积不同的材料。这种功能可实现多层涂层,增强了工艺的多功能性。
反应沉积: