热线电话:+86-0592-5718001/5718002
Language : 中文版
欢迎来到厦门科睿特仪器有限公司官网!

新闻中心

真空镀膜:电子束加热蒸发源

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-07-09 14:39:14 * 浏览: 2
在真空涂层中,涂布机中常用的蒸发源包括电阻加热蒸发源,电子束加热蒸发源,中空热阴极等离子束蒸发源和感应加热蒸发源。随着薄膜技术的广泛应用,不仅需要多种膜,而且膜的质量要求也更加严格。为了满足这一要求,仅使用电阻加热蒸发源已不能满足某些金属和非金属材料的气相沉积的需要。在这种情况下,开发了作为气相沉积膜的热源的电子束。电子束加热的原理是基于电场在电场作用下获得动能并撞击膜材料,使膜材料被加热蒸发,实现蒸发涂层。电子束加热源具有以下优点。 1可以获得比电阻热源大得多的能量密度,该值可以达到104W / cmsup2,~109W / cmsup2,因此薄膜表面可以加热到3000°C~6000°C。它为不溶性金属和非金属材料如W,Mo,Ge,SiO 2和Al 2 O 3的气相沉积提供了良好的热源。而且,由于要气相沉积的材料放置在水冷坩埚中,可以避免坩埚材料的蒸发及其与膜的反应,这对于提高膜的纯度是极其重要的。 2热量可直接加到膜表面,热效率高,传热层少,热辐射损失小。电子束加热的缺点是电子枪的结构复杂,加速电压高,高压下产生的X射线对人体有害。另外,由于电子轰击可能引起大多数化合物的分解,因此不优选气相沉积化合物膜。 (1)磁偏转型电子束加热蒸发源电子束用作熔融薄膜材料的热源,并且具有各种类型,例如液滴型,直枪型,环型等。 。由于这些热源在真空蒸发设备中具有许多缺点,因此它们已被磁偏转型电子束热源所取代。由磁偏转电子束蒸发源发射的电子轨迹类似于e,因此它被称为e型电子束源,称为电子枪。图10-4显示了中国制造的两种电子枪。电子枪的工作原理如图10-4所示。加热后,阴极灯丝以0.3eV的初始动能发射热电子。这些热电子受到灯丝的阴极和阳极之间的电场的限制,并且不仅可以以一定的会聚角成束,而且还受到磁场的作用。沿Etimes方向偏转B.当到达阳极孔时,电子能量可以增加到10ke​​V。在通过阳极孔之后,电子束在偏转磁场的作用下偏转270°,并且薄膜入射在坩埚中的薄膜表面上,以轰击待加热和蒸发的薄膜。电子束轰击薄膜将激发许多有害的散射电子,如反射电子,反向散射电子和二次电子。图10-5中的吸收体6吸收这些有害电子并保护基板和薄膜。 (2)空心热阴极等离子体电子束蒸发源空心热阴极等离子体电子束蒸发源称为HCD枪。 1HCD枪的工作原理和特点:HCD枪的原理如图10-6所示。中空歧管用作阴极,膜用作阳极并置于真空室中。在通过泵将真空室泵送至高真空之后,将少量氩气引入歧管中以在真空室中保持1Pa至10-2Pa的真空。此时,在阳极和阴极之间施加电弧点火电源以点燃氩气。当电压达到点火电压UB时,氩气被电离。这产生低压p空心阴极中的拉斯马,直流放电电压约为100V至150V,电流仅为几安培。一旦氨气被电离,等离子体中的正离子将继续轰击阴极歧管。当歧管的8段加热到2300K-2400K的工作温度时,可能发生热电子发射,导致放电恢复到稳定状态,电压下降到30Vmdash,50v,等离子束电流增加到一定的价值。此时,从空心阴极吸取的高密度等离子体电子束在电场作用下照射到薄膜上,薄膜被加热到蒸发温度,蒸发开始沉积在基板上形成一个电影。该蒸发源具有以下特征:a。空心阴极放电可以形成高密度的等离子体,并且通过阴极的气体可以大量电离。湾阴极的工作温度可达3200K。当汽化的原子通过等离子体区时,它们被等离子体电离,电离率可达到20%。 C。阴极不易损坏,寿命长,d。可在气体辉光放电区工作,稳定工作压力为1Pamdash,10-2Pa。如果工件加入数十伏和数百伏的负压以使金属离子轰击工件,则薄膜的粘合强度良好。例如,可以通过引入反应气体来制备化合物膜(例如TiN,TiC等)。即结构简单。 F。它在低电压和高电流下工作,因此使用安全且易于自动控制。 2HCD枪结构:HCD枪的典型结构如图10-7所示。它由一个带有水冷接头的空心管,一个聚焦磁场线圈,一个辅助阳极和一个偏转磁场线圈组成。这种水枪的水冷钹和聚焦线圈与电子枪的放置方式不同。它不是放在枪体上,而是以与枪中心线成一角度和一定距离放置在真空室壳体上。为了在喷枪和真空室壳体之间形成较大距离,通过金属溅射和金属蒸汽消除空心阴极的污染,并防止电接头和冷却器使室壁产生电弧,目前水平放置用过的。