电子束蒸发镀膜

电子束蒸发镀膜

一、电子束蒸发镀膜简述：

电子束蒸发镀膜（Electron Beam Evaporation）是物理气相沉积的一种，与传统蒸镀方式不同，电子束蒸镀利用电磁场的配合可以精准地实现利用高能电子轰击坩埚内靶材，使之融化进而沉积在基片上，电子束蒸镀可以镀出高纯度高精度的薄膜。

在高真空下，电子枪灯丝加热后发射热电子，被加速阳极加速，获得很大的动能轰击到的蒸发材料上，把动能转化成热使蒸发材料加热气化，而实现电子束蒸发镀膜。电子束蒸发源由发射电子的热阴极、电子加速极和作为阳极的镀膜材料组成。电子束蒸发源的能量可高度集中，使镀膜材料局部达到高温而蒸发。通过调节电子束的功率，可以方便的控制镀膜材料的蒸发速率，特别是有利于高熔点（Pt、W、Mo、Ta）以及高纯金属和化合物材料。

二、蒸镀原理：

电子束蒸镀是利用加速电子轰击镀膜材料，电子的动能转换成热能使镀膜材料加热蒸发，并成膜。电子枪有直射式、环型和E型之分。电子束加热蒸镀的特点是能获得极高的能量密度，最高可达109w/cm2，加热温度可达3000~6000℃，可以蒸发难熔金属或化合物。被蒸发材料置于水冷的坩埚中，可避免坩埚材料的污染,制备高纯薄膜。另外，由于蒸发物加热面积小，因而热辐射损失减少，热效率高；但结构较复杂，且对较多的化合物，由于电子的轰击有可能分解，故不适合多数化合物的蒸镀。

电子束蒸镀常用来制备Al、CO、Ni、Fe的合金或氧化物膜，SiO2、ZrO2膜，抗腐蚀和耐高温氧化膜。

三、电子束蒸发镀膜的特点：

　　电子束蒸发镀膜机是在工业中比较常使用的薄膜制造设备，由于蒸发镀膜机的特点在生产薄膜的时候发挥了巨大的作用，薄膜的产生主要是通过镀膜机中的电子束的加热产生的。

　　1、电子束加热蒸发镀膜的优点

　　（1）镀膜机中的电子束加热的方法与传统的电阻加热的方法相比，电子束加热会产生更高的通量密度，这样的话对于高熔点（熔点3000°C以上）的材料的蒸发比较有利，而且还可以使蒸发的速率得到一定程度上的提高。

　　（2）蒸发镀膜机在工作的时候会将需要被蒸发的原材料放入到水冷铜坩埚内，这样就可以保证材料避免被污染，可以制造纯度比较高的薄膜。

      （3）电子束蒸发的粒子动能比较的大，这样会有利于薄膜的精密性和结合力。

      （4）热量可直接加到蒸镀材料的表面，因而热效率高，热传导和热辐射的损失少。

　　2、电子束加热蒸发镀膜的缺点

　　（1）电子束蒸发镀膜机的整体的构造比较复杂，价格相较于其他的镀膜设备而言比较的偏高。

      （2）镀膜机在工作的时候，如果蒸发源附近的蒸汽的密度比较高的话，就会使得电子束流和蒸汽粒子之间发生一些相互的作用，将会对电子的通量产生影响，使得电子的通量散失或者偏移轨道。同时还可能会引发蒸汽和残余的气体的激发和电离，以此影响到整个薄膜的质量。