ويستخدم التبخير بالحزمة الإلكترونية، وهو شكل من أشكال الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD)، حزمة مركزة من الإلكترونات عالية الطاقة لتسخين وتبخير المواد المصدرية، مما يتيح ترسيب طلاءات رقيقة عالية النقاء على الركائز. وتختلف هذه العملية عن عملية الرش الذي يستخدم الأيونات النشطة لقذف المواد من الهدف.
آلية تبخير الحزمة الإلكترونية:
في هذه العملية، يعمل مجال كهربائي عالي الجهد (عادةً ما يصل إلى 10 كيلو فولت) على تسريع الإلكترونات المنبعثة من خيوط التنجستن المسخنة. تكتسب هذه الإلكترونات طاقة حركية عالية ثم يتم تركيزها في حزمة بواسطة مجال مغناطيسي. يتم توجيه الحزمة إلى بوتقة تحتوي على المادة المراد تبخيرها. عند الاصطدام، تتحول الطاقة الحركية للإلكترونات إلى طاقة حرارية، مما يؤدي إلى تسخين المادة إلى درجة التبخر.
- تفاصيل العملية:انبعاث الإلكترونات:
- يتم تمرير تيار عبر خيوط التنجستن، مما يتسبب في تسخين الجول وانبعاث الإلكترونات.تكوين الشعاع وتسريعه:
- يتم تطبيق جهد عالي بين الفتيل والبوتقة، مما يؤدي إلى تسريع الإلكترونات المنبعثة. يركز المجال المغناطيسي هذه الإلكترونات في حزمة موحدة.تبخير المواد:
- تصطدم حزمة الإلكترونات بالمادة في البوتقة، مما يؤدي إلى نقل الطاقة والتسبب في تبخير المادة أو تساميها.الترسيب:
تنتقل المادة المتبخرة عبر غرفة التفريغ وتترسب على ركيزة موضوعة فوق المصدر. وينتج عن ذلك طبقة رقيقة، يتراوح سمكها عادةً ما بين 5 إلى 250 نانومتر، والتي يمكن أن تغير خصائص الركيزة دون التأثير بشكل كبير على أبعادها.المزايا والتطبيقات:
تبخير الحزمة الإلكترونية فعال بشكل خاص لإنتاج طلاءات كثيفة وعالية النقاء. وهو متعدد الاستخدامات، وقادر على ترسيب مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك المعادن وأشباه الموصلات وبعض المواد العازلة. ويمكن أيضًا تكييف هذه العملية للترسيب التفاعلي عن طريق إدخال ضغط جزئي من الغازات التفاعلية مثل الأكسجين أو النيتروجين في الغرفة، مما يتيح تشكيل أغشية غير معدنية.
الخلاصة:
