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電子束蒸發(fā)鍍膜
點(diǎn)擊量：614 日期：2023-08-01 編輯：硅時代
一、電子束蒸發(fā)鍍膜簡述：
電子束蒸發(fā)鍍膜（Electron Beam Evaporation）是物理氣相沉積的一種，與傳統(tǒng)蒸鍍方式不同，電子束蒸鍍利用電磁場的配合可以精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)利用高能電子轟擊坩堝內(nèi)靶材，使之融化進(jìn)而沉積在基片上，電子束蒸鍍可以鍍出高純度高精度的薄膜。
在高真空下，電子槍燈絲加熱后發(fā)射熱電子，被加速陽極加速，獲得很大的動能轟擊到的蒸發(fā)材料上，把動能轉(zhuǎn)化成熱使蒸發(fā)材料加熱氣化，而實(shí)現(xiàn)電子束蒸發(fā)鍍膜。電子束蒸發(fā)源由發(fā)射電子的熱陰極、電子加速極和作為陽極的鍍膜材料組成。電子束蒸發(fā)源的能量可高度集中，使鍍膜材料局部達(dá)到高溫而蒸發(fā)。通過調(diào)節(jié)電子束的功率，可以方便的控制鍍膜材料的蒸發(fā)速率，特別是有利于高熔點(diǎn)（Pt、W、Mo、Ta）以及高純金屬和化合物材料。
二、蒸鍍原理：
電子束蒸鍍是利用加速電子轟擊鍍膜材料，電子的動能轉(zhuǎn)換成熱能使鍍膜材料加熱蒸發(fā)，并成膜。電子槍有直射式、環(huán)型和E型之分。電子束加熱蒸鍍的特點(diǎn)是能獲得極高的能量密度，最高可達(dá)109w/cm2，加熱溫度可達(dá)3000~6000℃，可以蒸發(fā)難熔金屬或化合物。被蒸發(fā)材料置于水冷的坩堝中，可避免坩堝材料的污染,制備高純薄膜。另外，由于蒸發(fā)物加熱面積小，因而熱輻射損失減少，熱效率高；但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且對較多的化合物，由于電子的轟擊有可能分解，故不適合多數(shù)化合物的蒸鍍。
電子束蒸鍍常用來制備Al、CO、Ni、Fe的合金或氧化物膜，SiO2、ZrO2膜，抗腐蝕和耐高溫氧化膜。
三、電子束蒸發(fā)鍍膜的特點(diǎn)：
電子束蒸發(fā)鍍膜機(jī)是在工業(yè)中比較常使用的薄膜制造設(shè)備，由于蒸發(fā)鍍膜機(jī)的特點(diǎn)在生產(chǎn)薄膜的時候發(fā)揮了巨大的作用，薄膜的產(chǎn)生主要是通過鍍膜機(jī)中的電子束的加熱產(chǎn)生的。
1、電子束加熱蒸發(fā)鍍膜的優(yōu)點(diǎn)
（1）鍍膜機(jī)中的電子束加熱的方法與傳統(tǒng)的電阻加熱的方法相比，電子束加熱會產(chǎn)生更高的通量密度，這樣的話對于高熔點(diǎn)（熔點(diǎn)3000°C以上）的材料的蒸發(fā)比較有利，而且還可以使蒸發(fā)的速率得到一定程度上的提高。
（2）蒸發(fā)鍍膜機(jī)在工作的時候會將需要被蒸發(fā)的原材料放入到水冷銅坩堝內(nèi)，這樣就可以保證材料避免被污染，可以制造純度比較高的薄膜。
（3）電子束蒸發(fā)的粒子動能比較的大，這樣會有利于薄膜的精密性和結(jié)合力。
（4）熱量可直接加到蒸鍍材料的表面，因而熱效率高，熱傳導(dǎo)和熱輻射的損失少。
2、電子束加熱蒸發(fā)鍍膜的缺點(diǎn)
（1）電子束蒸發(fā)鍍膜機(jī)的整體的構(gòu)造比較復(fù)雜，價格相較于其他的鍍膜設(shè)備而言比較的偏高。
（2）鍍膜機(jī)在工作的時候，如果蒸發(fā)源附近的蒸汽的密度比較高的話，就會使得電子束流和蒸汽粒子之間發(fā)生一些相互的作用，將會對電子的通量產(chǎn)生影響，使得電子的通量散失或者偏移軌道。同時還可能會引發(fā)蒸汽和殘余的氣體的激發(fā)和電離，以此影響到整個薄膜的質(zhì)量。
