電子束蒸鍍(Electron Beam Evaporation)是物理氣相沉積的一種.與傳統蒸鍍方式不同,電子束蒸鍍利用電磁場的配合可以精準地實現利用高能電子轟擊坩堝內靶材,使之融化進而沉積在基片上.電子束蒸鍍可以鍍出高純度高精度的薄膜.
蒸鍍原理
電子束蒸鍍是利用加速電子轟擊鍍膜材料,電子的動能轉換成熱能使鍍膜材料加熱蒸發,并成膜.電子槍有直射式、環型和E型之分.電子束加熱蒸鍍的特點是能獲得極高的能量密度,最高可達109w/cm2,加熱溫度可達3000~6000℃,可以蒸發難熔金屬或化合物;被蒸發材料置于水冷的坩堝中,可避免坩堝材料的污染,制備高純薄膜;另外,由于蒸發物加熱面積小,因而熱輻射損失減少,熱效率高.但結構較復雜,且對較多的化合物,由于電子的轟擊有可能分解,故不適合多數化合物的蒸鍍.
作用
電子束蒸鍍常用來制備Al、CO、Ni、Fe的合金或氧化物膜,SiO2、ZrO2膜,抗腐蝕和耐高溫氧化膜.
優劣比較
電子束蒸鍍與利用電阻進行蒸鍍最大的優勢在于:可以為待蒸發的物質提供更高的熱量,因此蒸鍍的速率也更快;電子束定位準確,可以避免坩堝材料的蒸發和污染.但是由于蒸鍍過程中需要持續水冷,對能量的利用率不高;而且由于高能電子可能帶來的二次電子可能使殘余的氣體分子電離,也有可能帶來污染.此外,大多數的化合物薄膜在被高能電子轟擊時會發生分解,這影響了薄膜的成分和結構.