Напыление пленок при помощи электронно-лучевого испарения - Механизмы образования и свойства поверхности, созданной при помощи электронно-лучевого испарения

В настоящее время электронно-лучевые пушки очень широко применяются в промышленности. Они используются для сварки, нанесения покрытий, плавки, в научных исследованиях. Суть этого процесса заключается в преобразовании кинетической энергии электронного пучка в тепловую в месте воздействия. Так как исходный электронный луч обладает огромной мощностью и энергией, то возможны разнообразные виды термического воздействия: разогрев до необходимых температур, плавление и испарение с заданной скоростью. Благодаря тому, что процесс происходит в вакууме, обеспечивается чистота обрабатываемого материала.

За счет того, что электронный луч обладает большой удельной мощностью, легок в управлении, локален в месте нагрева, он превосходит многие методы напыления. Также его достоинством является то, что он не вносит примесей в материал, работает как в агрессивной среде, так и в инертной. Благодаря хорошей фокусировке пучка электронов можно получить большую концентрацию мощности, до 5х 108 Вт/см 2 И высокую температуру, что позволяет испарять с большой скоростью даже тугоплавкие металлы.

В качестве источника электронов служит электронная пушка (рис. 3), состоящая из вольфрамового термокатода и фокусирующей системы.

электронная пушка

Рис. 3. Электронная пушка

Электроны, проходя эту систему, ускоряются за счет разности потенциалов и формируют электронный луч. Магнитное поле создает отклоняющую систему, которая направляет луч в сторону мишени, где в месте падения луча происходит локальный разогрев и испарение. Поток испарившихся частиц осаждается на подложке, находящейся на определенном расстоянии от мишени, и образует пленку. За счет электромагнита, можно перемещать луч вдоль мишени, предотвращая образование в ней кратера. Для беспрепятственного прохождения электронного пучка до объекта необходимо наличие в камере напыления высокого вакуума.

Чаще всего электронно-лучевой испаритель (рис. 4, 5) состоит из следующих частей: электронной пушки, отклоняющей системы и водоохлаждаемого тигля различной емкости, что позволяет непрерывно работать без добавления испаряемого материала.

схема электронно-лучевого испарителя

Рис. 4. Схема электронно-лучевого испарителя

схема создания электронного луча и поворотный рабочий стол

Рис. 5. Схема создания электронного луча и поворотный рабочий стол

Для минимизации влияния остаточного газа на прохождение электронного луча и исключения загрязнений необходим уровень вакуума 10-4 Па.

Похожие статьи




Напыление пленок при помощи электронно-лучевого испарения - Механизмы образования и свойства поверхности, созданной при помощи электронно-лучевого испарения

Предыдущая | Следующая