Für die Abscheidung dünner Schichten gibt es zwei gängige Verfahren: die Elektronenstrahlverdampfung und die thermische Verdampfung.
Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Methoden ist die Art und Weise, wie das Material verdampft wird.
4 wichtige Punkte sind zu beachten
1. Mechanismus der Erwärmung
Thermische Verdampfung:
Bei diesem Verfahren wird das Material in einen Schmelztiegel gegeben und durch elektrischen Strom erhitzt.
Die Hitze des Tiegels bringt das Material zum Schmelzen und anschließend zum Verdampfen.
Diese Methode ist relativ einfach und kostengünstig und eignet sich daher für Anwendungen, bei denen keine hohen Temperaturen erforderlich sind.
E-Strahl-Verdampfung:
Hier wird ein hochenergetischer Elektronenstrahl auf das zu verdampfende Material gerichtet.
Die kinetische Energie der Elektronen wird auf das Material übertragen, so dass es direkt verdampft.
Mit dieser Methode können wesentlich höhere Temperaturen erreicht werden, so dass auch Materialien mit hohen Schmelzpunkten verdampft werden können, die mit der thermischen Verdampfung nicht möglich wären.
2. Materialeignung
Thermische Verdampfung:
Es wird im Allgemeinen für Materialien mit niedrigeren Schmelzpunkten verwendet.
Das Verfahren ist einfach und kann dünne Schichten von guter Qualität erzeugen, aber es kann aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem Material und dem Tiegel zu Verunreinigungen führen.
E-Strahl-Verdampfung:
Diese Methode eignet sich besonders für Materialien, die zum Verdampfen hohe Temperaturen benötigen, wie hochschmelzende Metalle und einige Oxide.
Durch die direkte Erwärmung mit dem Elektronenstrahl wird der Kontakt mit dem Tiegel minimiert, was das Risiko einer Verunreinigung verringert und die Abscheidung dichterer Schichten ermöglicht.
3. Abscheiderate und Reinheit
Thermische Verdampfung:
Führt in der Regel zu einer geringeren Abscheidungsrate und kann aufgrund der niedrigeren Temperaturen weniger dichte Schichten erzeugen.
Das Risiko von Verunreinigungen ist höher, da der gesamte Tiegel erhitzt wird, was zu Ausgasungen oder chemischen Reaktionen mit dem Tiegelmaterial führen kann.
E-Strahl-Verdampfung:
Bietet eine höhere Abscheidungsrate und kann Schichten mit höherer Reinheit erzeugen.
Der fokussierte Elektronenstrahl ermöglicht eine präzise Steuerung der Erhitzung, wodurch Verunreinigungen minimiert werden und eine gleichmäßigere Abscheidung gewährleistet wird.
4. Zusammenfassung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass zwar beide Verfahren für die Abscheidung dünner Schichten verwendet werden, die Wahl zwischen Elektronenstrahl und thermischer Verdampfung jedoch von den spezifischen Anforderungen an das abzuscheidende Material abhängt, einschließlich seines Schmelzpunkts, der gewünschten Reinheit der Schicht und der Komplexität des Substrats.
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