Elektronenstrahlverdampfung

Elektronenstrahlverdampfung ist eine Form der physikalischen Gasphasenabscheidung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verdampfungsverfahren nutzt die Elektronenstrahlverdampfung die Koordination elektromagnetischer Felder, um hochenergetische Elektronen präzise einzusetzen, um das Zielmaterial im Tiegel zu beschießen, zu schmelzen und anschließend auf dem Substrat abzuscheiden. Durch Elektronenstrahlverdampfung lassen sich hochreine und hochpräzise Filme erzeugen.

Bei der Elektronenstrahlverdampfung wird das Beschichtungsmaterial mit beschleunigten Elektronen beschossen. Die kinetische Energie der Elektronen wird in Wärmeenergie umgewandelt, wodurch das Beschichtungsmaterial erhitzt und verdampft wird und ein Film entsteht. Elektronenkanonen werden in Direkt-, Ring- und E-Elektronenkanonen unterteilt. Die Besonderheiten der Elektronenstrahlverdampfung liegen in der extrem hohen Energiedichte von bis zu 109 W/cm² und einer Heiztemperatur von 3000–6000 °C. Refraktäre Metalle oder Verbindungen können verdampft werden; das verdampfte Material wird in einen wassergekühlten Tiegel gegeben, um eine Verunreinigung des Tiegelmaterials zu vermeiden. Durch Elektronenstrahlverdampfung lassen sich hochreine Filme herstellen. Mehrere Tiegel können in derselben Verdampfungsanlage eingesetzt werden, um eine gleichzeitige oder separate Verdampfung und Abscheidung verschiedener Substanzen zu erreichen. Die meisten Materialien lassen sich durch Elektronenstrahlverdampfung verdampfen.

Die Elektronenstrahlverdampfung ermöglicht die Verdampfung hochschmelzender Materialien. Sie bietet einen höheren thermischen Wirkungsgrad, eine höhere Strahldichte und eine schnellere Verdampfungsgeschwindigkeit als die herkömmliche Widerstandsheizungsverdampfung. Der erzeugte Film ist hochrein und von guter Qualität. Die Dicke lässt sich präzise steuern. Die Methode eignet sich für die Herstellung verschiedener optischer Materialfilme, wie z. B. hochreiner Filme und leitfähiger Gläser.

Die Elektronenstrahlverdampfung wird häufig zur Herstellung von Legierungs- oder Oxidfilmen aus Al, CO, Ni und Fe, SiO2, ZrO2-Filmen sowie korrosionsbeständigen und hochtemperaturbeständigen Oxidfilmen verwendet.

Funktional weist die Elektronenstrahlbeschichtungstechnologie folgende Merkmale auf:

I) Hochpräzise Beschichtung: Sie ermöglicht eine präzise Kontrolle der Filmdicke und -zusammensetzung und ermöglicht so die Herstellung von Filmen mit spezifischen Eigenschaften.

2) Starke Anpassbarkeit: Die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Films können leicht angepasst werden, um den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden.

3). Hochwertiger Film: Der hergestellte Film weist eine gute Gleichmäßigkeit, Dichte und Stabilität auf.

4) Breites Anwendungsspektrum: Es eignet sich zum Beschichten einer Vielzahl von Materialien, einschließlich Metallen, Halbleitern, Oxiden usw.