التبخير بالحزمة الإلكترونية هو تقنية ترسيب بخار فيزيائي (PVD) تستخدم شعاع إلكترون مكثف لتسخين وتبخير المواد المصدرية في بيئة مفرغة من الهواء، وترسيب طلاء رقيق عالي النقاء على الركيزة. وتعد هذه الطريقة فعالة بشكل خاص للمواد عالية الانصهار التي لا تتبخر بسهولة أثناء التبخر الحراري.
ملخص تقنية التبخير بالحزمة الإلكترونية:
يتضمن التبخير بالشعاع الإلكتروني استخدام شعاع إلكتروني عالي الطاقة يتم توليده من خيوط التنغستن. يتم توجيه هذا الشعاع بواسطة مجالات كهربائية ومغناطيسية لاستهداف بوتقة تحتوي على المادة المصدر بدقة. تنتقل الطاقة من شعاع الإلكترون إلى المادة، مما يؤدي إلى تبخرها. ثم تنتقل الجسيمات المتبخرة عبر غرفة التفريغ وتترسب على ركيزة موضوعة فوق المادة المصدر. يمكن أن تنتج هذه العملية طلاءات رقيقة تصل إلى 5 إلى 250 نانومتر، والتي يمكن أن تغير خصائص الركيزة بشكل كبير دون التأثير على دقة أبعادها.
-
شرح تفصيلي:
- توليد شعاع الإلكترون:
-
تبدأ العملية بتمرير تيار عبر خيوط التنغستن، مما يؤدي إلى تسخين الجول وانبعاث الإلكترونات. يتم تطبيق جهد عالي بين الفتيل والبوتقة التي تحتوي على المادة المصدر لتسريع هذه الإلكترونات.
- توجيه شعاع الإلكترون وتركيزه:
-
يُستخدم مجال مغناطيسي قوي لتركيز الإلكترونات المنبعثة في حزمة موحدة. ثم يتم توجيه هذه الحزمة نحو المادة المصدر في البوتقة.
- تبخير المادة المصدرية:
-
عند الاصطدام، تنتقل الطاقة الحركية العالية لحزمة الإلكترونات إلى المادة المصدر، مما يؤدي إلى تسخينها إلى درجة التبخر أو التسامي. تكون كثافة طاقة الحزمة الإلكترونية عالية، مما يتيح التبخير الفعال للمواد ذات درجات الانصهار العالية.
- ترسيب المادة على الركيزة:
-
تنتقل المادة المتبخرة عبر غرفة التفريغ وتترسب على الركيزة. يتم وضع الركيزة عادةً على مسافة 300 مم إلى متر واحد من المادة المصدر. تضمن هذه المسافة وصول الجسيمات المتبخرة إلى الركيزة بأقل قدر من فقدان الطاقة أو التلوث.
- التحكم في عملية الترسيب وتعزيزها:
يمكن تعزيز العملية عن طريق إدخال ضغط جزئي من الغازات التفاعلية مثل الأكسجين أو النيتروجين في الغرفة. يمكن أن تؤدي هذه الإضافة إلى ترسيب أغشية غير معدنية بشكل تفاعلي، مما يوسع نطاق المواد التي يمكن طلاؤها بفعالية باستخدام التبخير بالحزمة الإلكترونية.التصحيح وتدقيق الحقائق:
