电子束蒸发(Electron Beam Evaporation)是物理气相沉积的一种形式,其中待蒸发材料被来自带电钨丝的电子束轰击,当电子束撞击目标材料时,它的能量转化为热能,使目标材料达到蒸发的状态,并将其转化为气态,在高真空室中,这些蒸发的原子或分子随后沉积在基板上形成薄膜。
电子束蒸发真空镀膜设备常见蒸镀蒸镀AR、AF涂层,硬质膜、装饰膜、ITO膜 、带通滤光片、HR膜等,具有效率高,它还具有用于航空航天工业的耐磨和热障涂层、切削和工具工业的硬涂层的潜在工业应用。
电子束蒸发技术原理
依靠电子束轰击蒸发的真空蒸镀技术,根据电子束蒸发源的形式不同,又可分为环形枪,直枪,e型枪和空心阴极电子枪等几种。
环形枪:
是由环形的阴极来发射电子束,经聚焦和偏转后打在坩锅内使金属材料蒸发。它的结构较简单,但是功率和效率都不高,基本上只是一种实验室用的设备,目前在生产型的装置中已经不再使用。
直枪:
一种轴对称的直线加速枪,电子从灯丝阴极发射,聚成细束,经阳极加速后打在坩锅中使镀膜材料融化和蒸发。
E型枪:
即270摄氏度偏转的电子枪克服了直枪的缺点,是目前用的较多的电子束蒸发源之一。
空心阴极电子枪:
利用低电压,大电流的空心阴极放电产生的等离子电子束作为加热源。空心阴极电子枪用空心的钽管作为阴极,坩锅作为阳极,钽管附近装有辅助阳极。利用空心阴极电子枪蒸镀时,产生的蒸发离子能量高,离化率也高,因此,成膜质量好。
电子束蒸发优点:
(1)电子束轰击热源的束流密度高,能获得远比电阻加热源更大的能量密度。可以将高达3000度以上的材料蒸发,并且能有较高的蒸发速度;
(2)由于被蒸发的材料是置于水冷坩锅内,因而可避免容器材料的蒸发,以及容器材料与蒸镀材料之间的反应,这对提高镀膜的纯度极为重要;
(3)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。