Основное различие между термическим и электронно-лучевым испарителем заключается в методе, используемом для испарения материала. При термическом испарении для нагрева тигля используется электрический ток, который расплавляет и испаряет исходный материал, а при электронно-лучевом испарении для непосредственного нагрева материала используется пучок высокоэнергетических электронов.
Термическое испарение:
При термическом испарении электрический нагреватель сопротивления используется для расплавления материала и повышения давления его паров до полезного диапазона. Этот процесс проводится в высоком вакууме, чтобы предотвратить реакцию или рассеяние паров с другими атомами газовой фазы и минимизировать попадание примесей из остаточного газа в вакуумной камере. Термическое испарение подходит для материалов с низкой температурой плавления, таких как металлы и неметаллы. Однако оно может приводить к образованию менее плотных тонкопленочных покрытий и сопряжено с большим риском образования примесей из-за нагрева тигля.Электронно-лучевое испарение:
- В электронно-лучевом испарении, с другой стороны, используется сфокусированный пучок высокоэнергетических электронов для непосредственного нагрева испарителя. Испаритель помещается в тяжелый медный очаг с водяным охлаждением, а пучок электронов испускается из нити накаливания, ускоряется через вытяжную решетку и затем изгибается на 270° перед ударом о расплав. Этот метод обеспечивает очень локализованный нагрев и не ограничен температурой плавления нагревательного элемента, что делает его подходящим для высокотемпературных материалов, таких как тугоплавкие металлы. Электронно-лучевое испарение обеспечивает более высокую скорость осаждения и лучший контроль над процессом, но требует более сложного и дорогостоящего оборудования.Сравнение:
- Метод нагрева: Термическое испарение использует электрический ток для нагрева тигля, в то время как электронно-лучевое испарение использует пучок высокоэнергетических электронов для непосредственного нагрева материала.
- Пригодность: Термическое испарение лучше подходит для материалов с низкой температурой плавления, в то время как электронно-лучевое испарение может работать с материалами, имеющими более высокую температуру.
- Скорость осаждения и чистота: Электронно-лучевое испарение обычно имеет более высокую скорость осаждения и позволяет получать пленки с более высокой чистотой, поскольку позволяет избежать нагрева тигля, в который могут попасть примеси.
Оборудование и масштабируемость:
Электронно-лучевое испарение требует более сложного и дорогостоящего оборудования, и его не так легко масштабировать, как термическое испарение, которое проще и экономичнее для многих применений.
