Испарение пучка электронов

Электронно-лучевое испарение

Технология испарения - испарение электронным пучком

Вакуумное испарительное покрытие: процесс, при котором твердый материал нагревают в условиях высокого вакуума для сублимации или испарения и нанесения на конкретную подложку для получения пленки.

Классификация технологий вакуумного испарения:

Сопротивление тепловому испарению

2. Электронно-лучевое испарение

3. Высокочастотное индукционное испарение

4. Лазерное испарение

Обычно используемый метод испарения с помощью резистивного нагрева помещает испаряемый материал в устройство для резистивного нагрева, а резистивный нагрев в контуре обеспечивает тепло испарения для испарения материала, который должен быть нанесен. В этом способе обычно используемыми вспомогательными нагревательными материалами являются тугоплавкие металлы, такие как вольфрам, тантал и молибден, которые имеют высокую температуру плавления и характеристики низкого давления пара. Нагревательный материал подложки обычно принимает форму нити или фольги.

Как показано, нагревательное устройство выполнено из тонкой вольфрам / молибденовой проволоки (диаметром 0,05-0,13 см). Испаритель размещается непосредственно на устройстве нагрева нити. При нагревании испаритель смачивает резистивный провод и поддерживается поверхностным натяжением. Типичный провод с несколькими жилами обеспечивает большую площадь поверхности, чем один жгут. Этот тип нагревательного устройства имеет четыре основных недостатка:

(1) Они могут использоваться только для испарения металлов или некоторых сплавов:

(2) Только определенное количество испаряемого материала испаряется в течение определенного периода времени:

(3) При нагревании испарительный материал должен смачивать провод сопротивления:

(4) После нагрева эти электрические нити становятся хрупкими и ломаются, если с ними не обращаться должным образом.

Вогнутая фольга изготовлена из листа вольфрама, тантала или молибдена и имеет толщину, как правило, в диапазоне от 0,005 до 0,015 дюйма. Это устройство источника испарения является наиболее подходящим, когда испаряется только небольшое количество материала. При нагревании в вакууме вольфрам, тантал или молибден становятся хрупкими, особенно когда они легируются испарительным материалом.

Основными недостатками электрического нагревания ян-испарения являются:

(1) Опорный тигель и материал вступают в реакцию с испарителем.

(2) Трудно получить достаточно высокую температуру для испарения диэлектрических материалов, таких как A1203, Ta2O5, TiO2 и тому подобное.

(3) Скорость испарения низкая.

(4) Сплав или соединение будут разлагаться при нагревании.

Испарение электронным пучком: метод, при котором испарительный материал помещают в водоохлаждаемый тигель и нагревают непосредственно электронным лучом для испарения испаряемого материала и конденсируют на подложке с образованием тонкой пленки.

Недостаток испарения с помощью резистивного нагрева состоит в том, что способ не подходит для испарения высокочистых или высокоплавких веществ, и электронно-лучевое испарение может преодолеть этот недостаток резистентного испарения, и, таким образом, электронно-лучевой нагрев стал испарением с высокой температурой плавления. пленка и высокая чистота. Основной метод фильма. В технологии испарения электронным пучком пучок электронов ускоряется после прохождения электрического поля 5-10 кВ.

Наконец сфокусируйтесь на поверхности испаряемого материала. Когда электронный пучок попадает на поверхность испаряемого материала, электроны быстро теряют свою энергию, передают энергию испаряемому материалу для плавления и испарения, то есть поверхность испаряемого материала нагревается непосредственно. сталкивающимся электронным пучком. Способ нагрева сильно отличается.

Поскольку испаряющийся материал, контактирующий с тиглем, содержащим испаряемый материал, остается твердым в течение всего процесса осаждения при испарении, возможность испарения материала, вступающего в реакцию с тиглем, сводится к минимуму. Испарение материалов в тиглях с водяным охлаждением непосредственно путем нагрева электронным пучком является распространенным методом испарения электронным пучком. Для испарения активных материалов, особенно активных огнеупорных материалов, необходимо водяное охлаждение тигля. Благодаря водяному охлаждению можно избежать реакции между испаряемым материалом и стенкой тигля, в результате чего может быть получена пленка высокой чистоты.

В системе испарения пучка электронов устройство, генерирующее пучок электронов, становится электронной пушкой. Согласно различным электронным методам фокусировки, электронная пушка может быть разделена на кольцевую пушку, прямую пушку и электронную пушку.

Кольцевая пушка испускает электронный луч из кольцевого катода, который отклоняется катодным кольцом и затем попадает в 埚 埚 (

Материал испаряется в аноде), как показано в структурном разделе. Кольцевая пушка типа конструкции проста, стоимость

Низкий, простой в использовании. Однако, поскольку катод кольцевой пушки находится очень близко к аноду, его легко сломать.

Провод также легко загрязняется; в то же время положение пятна электронного пучка фиксировано, и его легко обнаружить

Яма "Испарение". Поскольку мощность и эффективность кольцевой пушки не высока, она использовалась меньше.

Преимущества: простая структура, низкая стоимость и простота использования

Недостатки: филамент легковолнового загрязнения

Точечная фиксация склонна к «ямному» испарению

Мощность и эффективность не высоки

Прямой пистолет - осесимметричный пистолет с линейным ускорением. Электронный пучок, испускаемый из нагревающей нити, ускоряется анодом и затем фокусируется магнитным полем, а затем бомбардируется материалом в тигле для плавления и испарения. Среди них, действие xy отклоняющей катушки состоит в том, чтобы заставить сфокусированный электронный пучок перемещаться в небольшом диапазоне, так что положение пятна фокусировки можно регулировать.

Преимущества: простота в использовании; широкий диапазон мощности (от нескольких сотен ватт до нескольких сотен сухих ватт) легко регулируется

Недостатки: оборудование громоздкое, структура сложная, а стоимость высокая: испарение деревенского материала загрязнит структуру корпуса пистолета, а ионы натрия, выходящие из нити, могут вызвать окрашивание пленки.

Электронная пушка представляет собой электронную пушку, которая отклоняет электронный луч на 270 ° и названа в честь траектории движения электрона в форме буквы «е».

Электронный пучок, испускаемый из нити накала, ускоряется напряжением смещения в несколько тысяч вольт и постукивает

После того как магнитное поле отклонено на 270 ° , испаряющийся материал в тигле бомбардируется, чтобы расплавиться и испариться.

Преимущества: Избегайте загрязнения нити испаряющимся материалом и загрязнения нити тонкой нитью.

Высокая мощность (около 10 кВт). Испаряемая высокая температура плавления

Энергия испаряющихся частиц высока, адгезия пленки к подложке велика, а качество пленкообразования хорошее.

Недостатки: требуется высокий вакуум, а также оборудование высокого напряжения. Структура оборудования сложна, ее трудно обслуживать, а стоимость оборудования высока.

Преимущества испарения с помощью электрического луча заключаются в следующем: (1) он может непосредственно нагревать испаряемый материал, уменьшать потери тепла и обладает более высоким тепловым КПД: (2) плотность энергии, генерируемая электронным пучком, велика, а материал с высоким Точка плавления (выше 3000 ° С) может испаряться. и имеет более высокую скорость испарения: (3) тигель, содержащий испаряемый материал, является холодным или охлаждается водой, что позволяет избежать реакции испаряющегося материала и испарения материала контейнера, тем самым улучшая чистоту пленки.

Недостатки заключаются в следующем: (1) устройство нагрева является сложным: (2) молекулы остаточного газа в прямом пространстве и пары частично испаренного материала ионизируются электронным пучком, что может влиять на структуру и физические свойства фильм.

IKS-OPT2700 - это электронно-лучевая машина для нанесения покрытий с испарением, любой вопрос, пишите: iks.pvd@foxmail.com