電子束蒸發(fā)是一種物理氣相沉積 (PVD)技術,它在真空下利用電子束直接加熱蒸發(fā)材料(通常是顆粒),并將蒸發(fā)的材料輸送到基板上形成一個薄膜。電子束蒸鍍可以鍍出高純度高精度的薄膜。
電子束蒸發(fā)工作流程
電子束蒸發(fā)是基于鎢絲的蒸發(fā)。大約 5 到 10 kV 的電流通過鎢絲(位于沉積區(qū)域外以避免污染)并將其加熱到發(fā)生電子熱離子發(fā)射的點。使用永磁體或電磁體將電子聚焦并導向蒸發(fā)材料(放置在坩堝中)。在電子束撞擊蒸發(fā)丸表面的過程中,其動能轉化為熱量,釋放出高能量(每平方英寸數(shù)百萬瓦以上)。因此,容納蒸發(fā)材料的爐床必須水冷以避免熔化。
電子束蒸發(fā)優(yōu)點和缺點
電子束蒸發(fā)可以蒸發(fā)高熔點材料,比一般電阻加熱蒸發(fā)效率更高。電子束蒸發(fā)可廣泛用于高純薄膜和導電玻璃等光學鍍膜。它還具有用于航空航天工業(yè)的耐磨和熱障涂層、切削和工具工業(yè)的硬涂層的潛在工業(yè)應用。然而,電子束蒸發(fā)不能用于涂覆復雜幾何形狀的內(nèi)表面。此外,電子槍中的燈絲退化可能導致蒸發(fā)速率不均勻。
電子束蒸發(fā)應用
電子束蒸發(fā)因其高沉積速率和高材料利用效率而被廣泛應用于各種應用中。例如,高性能航空航天和汽車行業(yè),對材料的耐高溫和耐磨性有很高的要求;耐用的工具硬涂層;和化學屏障和涂層,以保護腐蝕環(huán)境中的表面。電子束蒸發(fā)也用于光學薄膜,包括激光光學、太陽能電池板、玻璃和建筑玻璃,以賦予它們所需的導電、反射和透射特性。
電子束蒸發(fā)VS熱蒸發(fā)
電子束蒸發(fā)與熱蒸發(fā)大的區(qū)別在于:電子束蒸發(fā)是用一束電子轟擊物體,產(chǎn)生高能量進行蒸發(fā),
熱蒸發(fā)通過加熱完成這一過程。與熱蒸發(fā)相比,電子束蒸發(fā)提供了高能量;但將薄膜的厚度控制在 5nm 量級將是困難的。在這種情況下,帶有厚度監(jiān)控器的良好熱蒸發(fā)器將更合適。
與熱蒸發(fā)相比,電子束蒸發(fā)具有許多優(yōu)點
1、電子束蒸發(fā)可以將材料加熱到比熱蒸發(fā)更高的溫度。這允許高溫材料和難熔金屬(例如鎢、鉭或石墨)的非常高的沉積速率和蒸發(fā)。
2、電子束蒸發(fā)可以沉積更薄、純度更高的薄膜。坩堝的水冷將電子束加熱嚴格限制在僅由源材料占據(jù)的區(qū)域,從而消除了相鄰組件的任何不必要的污染。
3、電子束蒸發(fā)源有各種尺寸和配置,包括單腔或多腔。
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