Die Elektronenstrahlverdampfung ist ein Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), bei dem ein fokussierter Elektronenstrahl zum Erhitzen und Verdampfen von Ausgangsmaterialien in einer Vakuumumgebung eingesetzt wird. Dieses Verfahren eignet sich besonders für die Abscheidung dünner Schichten aus hochschmelzenden Materialien auf Substraten.
Prozess-Übersicht:
Das Verfahren beginnt mit der Erhitzung eines Wolframglühfadens durch einen elektrischen Hochspannungsstrom (normalerweise zwischen 5 und 10 kV). Diese Erhitzung bewirkt eine thermionische Emission, die Elektronen freisetzt. Diese hochenergetischen Elektronen werden dann entweder durch Permanentmagnete oder elektromagnetische Linsen gebündelt und auf das Zielmaterial gerichtet, das sich in einem wassergekühlten Schmelztiegel befindet.
-
Ausführliche Erläuterung:Erhitzung des Wolframglühfadens:
-
Der Wolframfaden wird auf extrem hohe Temperaturen erhitzt, indem ein elektrischer Hochspannungsstrom durch ihn geleitet wird. Diese hohe Temperatur erleichtert die Emission von Elektronen aus der Wolframoberfläche, ein Phänomen, das als thermionische Emission bekannt ist.
-
Fokussierung des Elektronenstrahls:
-
Die emittierten Elektronen werden beschleunigt und durch magnetische oder elektromagnetische Felder zu einem Strahl gebündelt. Dieser Strahl wird dann auf das Zielmaterial gerichtet.Verdampfung des Zielmaterials:
Wenn der Elektronenstrahl auf das Zielmaterial trifft, wird die kinetische Energie der Elektronen auf das Material übertragen, wodurch es sich erhitzt und verdampft. Das verdampfte Material wandert dann in Form von Dampf durch die Vakuumkammer und lagert sich auf einem darüber liegenden Substrat ab, wodurch ein dünner Film entsteht.
Abscheidung des Dünnfilms:
Die Abscheidung des Dünnfilms erfolgt, indem die verdampften Partikel auf der kühleren Oberfläche des Substrats kondensieren. Die Dicke des Films kann je nach Anwendung und Materialeigenschaften zwischen 5 und 250 Nanometern liegen.
Vorteile und Anwendungen:
