Электронно-лучевое испарение - разновидность физического осаждения паров (PVD) - использует сфокусированный пучок высокоэнергетических электронов для нагрева и испарения исходных материалов, что позволяет осаждать тонкие высокочистые покрытия на подложки. Этот процесс отличается от напыления, в котором используются энергичные ионы для выброса материала из мишени.
Механизм электронно-лучевого испарения:
В этом процессе электрическое поле высокой напряженности (обычно до 10 кВ) ускоряет электроны, вылетающие из нагретой вольфрамовой нити. Эти электроны приобретают высокую кинетическую энергию и под действием магнитного поля фокусируются в пучок. Пучок направляется на тигель, содержащий материал, подлежащий испарению. При ударе кинетическая энергия электронов преобразуется в тепловую энергию, которая нагревает материал до температуры испарения.
- Детали процесса:Эмиссия электронов:
- Ток пропускается через вольфрамовую нить, вызывая джоулев нагрев и эмиссию электронов.Формирование и ускорение пучка:
- Между нитью накала и тиглем подается высокое напряжение, ускоряющее испускаемые электроны. Магнитное поле фокусирует эти электроны в единый пучок.Испарение материала:
- Электронный луч ударяет по материалу в тигле, передавая энергию и заставляя материал испаряться или сублимироваться.Осаждение:
Испаренный материал проходит через вакуумную камеру и оседает на подложке, расположенной над источником. В результате образуется тонкая пленка, обычно толщиной от 5 до 250 нанометров, которая может изменять свойства подложки, не оказывая существенного влияния на ее размеры.Преимущества и области применения:
Электронно-лучевое испарение особенно эффективно для получения плотных, высокочистых покрытий. Оно универсально и способно осаждать широкий спектр материалов, включая металлы, полупроводники и некоторые диэлектрики. Процесс также может быть адаптирован для реактивного осаждения путем введения в камеру парциального давления реактивных газов, таких как кислород или азот, что позволяет формировать неметаллические пленки.
Выводы:
