وتشمل المواد المستخدمة في تبخير الحزمة الإلكترونية مجموعة واسعة من المواد، وخاصة المعادن والسيراميك، بسبب قدرة العملية على الوصول إلى درجات حرارة عالية. والمواد الأساسية المستخدمة هي المعادن مثل الألومنيوم والنحاس والنيكل والتيتانيوم والقصدير والكروم، وكذلك المعادن الثمينة مثل الذهب والفضة والبلاتين. وبالإضافة إلى ذلك، يشيع استخدام معادن حرارية مثل التنغستن والتنتالوم ومواد أخرى مثل أكسيد القصدير الإنديوم وثاني أكسيد السيليكون.
المعادن
- المعادن التقليدية: وتشمل هذه المعادن الألومنيوم والنحاس والنيكل والتيتانيوم والقصدير والكروم. تُستخدم هذه المعادن على نطاق واسع في مختلف الصناعات بسبب توصيلها وقوتها ومقاومتها للتآكل.
- المعادن الثمينة: يُستخدم الذهب والفضة والبلاتين ليس فقط لتوصيلها ولكن أيضًا لمقاومتها للأكسدة والتآكل، مما يجعلها مثالية للتطبيقات الإلكترونية والبصرية.
- المعادن الحرارية: التنغستن والتنتالوم معروفان بنقاط انصهارهما العالية ويستخدمان في التطبيقات التي تتطلب ثباتًا ومتانة في درجات الحرارة العالية.
السيراميك والمواد الأخرى:
- أكسيد القصدير الإنديوم (ITO): هذه مادة موصلة شفافة غالباً ما تستخدم في شاشات العرض والخلايا الشمسية.
- ثاني أكسيد السيليكون (SiO2): يستخدم على نطاق واسع في تصنيع أشباه الموصلات لخصائصه العازلة وكطبقة واقية.
مواد الركيزة:
يمكن أن تتنوع الركائز التي يتم ترسيب هذه المواد عليها بشكل كبير، بما في ذلك السيليكون والكوارتز والياقوت للإلكترونيات والسيراميك مثل نيتريد السيليكون والزجاج.تفاصيل العملية:
يتضمن تبخير الحزمة الإلكترونية استخدام حزمة إلكترونية مركزة لتسخين وتبخير المادة المصدر. يتم تسخين شعاع الإلكترون عادةً إلى حوالي 3000 درجة مئوية وتسريعه بواسطة مصدر جهد تيار مستمر 100 كيلو فولت. يتم توجيه هذه الحزمة عالية الطاقة إلى المادة المصدر، والتي تتبخر بعد ذلك وتترسب على الركيزة. وهذه العملية موضعية للغاية، مما يقلل من التلوث من البوتقة. يتم تحويل الطاقة الحركية للإلكترونات إلى طاقة حرارية عند اصطدامها بمادة المصدر، مما يؤدي إلى التبخر. تُفقد بعض الطاقة من خلال إنتاج الأشعة السينية وانبعاث الإلكترونات الثانوية.
المزايا:
الميزة الأساسية لتبخير الحزمة الإلكترونية هي قدرتها على التعامل مع المواد ذات درجات الانصهار العالية التي يصعب معالجتها باستخدام التبخير الحراري القياسي. ويشمل ذلك مواد مثل الذهب وثاني أكسيد السيليكون، وهي مواد ضرورية في مختلف التطبيقات عالية التقنية.
