电子束蒸发

凹箔由钨、铊或钼的薄片制成，厚度一般在 0.005-0.015 英寸。当 只有少量的蒸发材料时最适合于使用这一蒸发源装置。在真空中加热 后，钨、铊或钼都会变脆，特别是当它们与蒸发材料发生合金化时更 是如此。
电阻加热蒸发的主要缺点是：
（1）支撑坩埚及材料与蒸发物反应。 （2）难以获得足够高的温度使介电材料如Al2O3、 Ta2O5、TiO2等蒸发。 （3）蒸发率低。 （4）加热时合金或化合物会分解。
斑位置得以调节。
优点：使用方便；功率变化范 围广（几百瓦到几百千瓦）； 易于调节
缺点：设备体积大、结构复杂、成 本高；蒸发材料会污染枪体结构， 同时灯丝上逸出的钠离子会引起薄 膜的沾污。
e形枪是电子束偏转270°的电子枪，因电子轨迹呈“e”形而得名。 从灯丝发射出的电子束，受到数千伏偏置电压的加速，并经横置的 磁场偏转270°后再轰击坩埚中的蒸发材料使之熔化和蒸发。
蒸发技术-电子束蒸发
真空蒸发镀膜法：将固体材料置于高真空环境中加热，使
之升华或蒸发并沉积在特定衬底上以获得薄膜的工艺方法。
真 空 蒸 发 技 术
电阻热蒸发 电子束蒸发 高频感应蒸发 激光束蒸发
常用的电阻加热蒸发法是将待蒸发材料放置在电阻加热装置中， 通过电路中的电阻加热给待沉积材料提供蒸发热使其汽化。在这一方 法中，经常使用的支撑加热材料是难熔金属钨、铊、钼，这些金属皆 具有高熔点、低蒸汽压特点。支撑加热材料一般采用丝状或箔片状形 状。 如图所示，加热装置由薄的钨/钼丝制成（直径0.05-0.13cm）。蒸 发物直接置于丝状加热装置上，加热时，蒸发物润湿电阻丝，通过表 面张力得到支撑。一般的电阻丝采用多股丝，会比单股丝提供更大的 表面积。这类加热装置有四个主要缺点： （1）它们只能用于金属或某些合金的蒸发； （2）在一定时间内，只有有限量的蒸发材料被蒸发； （3）在加热时，蒸发材料必须润湿电阻丝； （4）一旦加热，这些电阻丝会变脆，如果处理不当会折断。
在电子束蒸发系统中，产生电子束的装置成为电子枪， 根据电子聚焦方式的不同，电子枪可分为环形枪、直枪 和e形枪等。
环形枪是由环形的阴极发射电子束，经阴极圈偏转聚焦后打在坩埚（ 阳极）内使材料蒸发，图示为结构剖面图。环形枪式结构简单，成本 低，使用方便。但是由于环形枪阴极与阳极距离很近，容易击穿，灯 丝也容易被污染；同时电子束聚焦后的斑点位置固定，容易出现“挖 坑”蒸发现象。因为环形枪的功率和效率不高，目前已较少采用。
优点：避免蒸发材料对灯丝 的污染及灯丝对薄膜的污染 功率大(约10kW)，可蒸发高 熔点材料 产生蒸发粒子能量高，薄膜 对衬底的附着力大，成膜质 量好
缺点：要求高真空，需要负 高压，设备结构复杂，不易 维护，设备成本高
电子束蒸发的有点有：（ 1 ）可以直接对蒸发材料 加热，减少了热损耗，热效率较高；（ 2 ）电子束 产生的能量密度大，可以蒸发高熔点（大于3000℃ ）的材料，且具有较高的蒸发速度；（ 3 ）装蒸发 材料的坩埚是冷的或是用水冷却的，可以避免蒸发 材料的反应和容器材料的蒸发，从而可以提高薄膜 的纯度。 其缺点有：（1）加热装置较复杂；（2）真空室内 的残余气体分子和部分蒸发材料的蒸汽会被电子束 电离，会对薄膜的结构和物理性能产生影响。
由于与盛装待蒸发材料的坩埚相接触的蒸发材料在 整个蒸发沉积过程保持固体状态不变，这样就使待 蒸发材料与坩埚发生反应的可能性减少到最低。直 接采用电子束加热使水冷坩埚中的材料蒸发是电子 束蒸发中常用的方法。对于活性材料、特别是活性 难熔材料的蒸发，坩埚的水冷是必要的。通过水冷 ，可以避免蒸发材料与坩埚壁的反应，由此即可制 备高纯度的薄膜。
优点：结构简单，成本低，使用方便
缺点：灯丝易被污染 斑点固定 易出现“挖坑”蒸发现象 功率和效率都不高
直枪是一种轴对称的直线加速枪，从加热灯丝发射出的电子束Leabharlann Baidu经阳极加
速后在磁场作用下聚焦，而后轰击坩埚中的材料使之熔化和蒸发。其中， x-y偏转线圈的作用是使聚焦电子束能够在一小范围内移动，从而使聚焦
电子束蒸发：将蒸发材料置于水冷坩埚中，利用电子 束进行直接加热，使蒸发材料汽化并在衬底上凝结形成薄 膜的方法。
由电阻加热蒸发的缺点可知，该方法不适用于高纯或高熔点物质 的蒸发，而电子束蒸发恰好可以克服电阻蒸发的这一不足，因而 电子束加热已成为蒸镀高熔点薄膜和高纯薄膜的一种主要方法。 在电子束蒸发技术中，一束电子通过5-10KV的电场后被加速， 最后聚焦到待蒸发材料的表面。当电子束打到待蒸发材料表面时 ，电子会迅速损失掉自己的能量，将能量传递给待蒸发材料使其 熔化并蒸发，也就是待蒸发材料的表面直接由撞击的电子束加热 ，这与传统的加热方式有很大不同。