一種電子束蒸鍍裝置的制作方法

一種電子束蒸鍍裝置的制作方法背景介紹電子束蒸鍍是一種高精度、高效率的金屬薄膜制備方法，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光電子、顯示器件等領(lǐng)域。該技術(shù)以電子束為加熱源，將鎢鉬等金屬材料蒸發(fā)成霧狀，沉積在基板表面，形成金屬薄膜。與傳統(tǒng)物理氣相沉積技術(shù)相比，電子束蒸鍍技術(shù)的特點(diǎn)是能量高、透明度好、沉積速度快、薄膜質(zhì)量?jī)?yōu)良、厚度均勻等?；驹黼娮邮翦兪腔谖锢須庀喑练e原理的一種表面鍍膜技術(shù)，它的核心部分是電子束發(fā)生器、熱源和真空室，主要分為如下幾個(gè)步驟：首先將待蒸鍍材料放置在電子束加熱器內(nèi)，并通過加熱產(chǎn)生高溫蒸汽。經(jīng)過真空室內(nèi)的高真空處理，將真空度降到較低的水平，從而避免污染和氧化等問題。通過調(diào)節(jié)電子束的加速電壓和電子束的當(dāng)前等運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制蒸鍍材料的束流密度、速率和溫度等參數(shù)。隨著蒸鍍材料的蒸發(fā)，金屬原子以及分子將會(huì)飛散至靶物表面，并武裝在其表面。電子束蒸鍍裝置制作方法設(shè)計(jì)電子束蒸鍍前包裝電子束蒸鍍裝置的制作需要針對(duì)具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)金屬材料、電子束長(zhǎng)度等因素，確定所需要的裝置大小及各個(gè)部件。通常情況下，電子束蒸鍍裝置包括電子束發(fā)生器、真空室、蒸發(fā)材料加熱裝置等組成部分。制作電子束發(fā)生器電子束發(fā)生器是電子束蒸鍍裝置中最關(guān)鍵的部分之一，主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生高能電子，并將其集中在一起形成電子束。電子束發(fā)生器的主要元件是陰極、陽(yáng)極、中間陽(yáng)極，它們的相對(duì)位置和電勢(shì)關(guān)系非常重要。具體制作步驟如下：首先需要準(zhǔn)備好直徑約為2mm的鋯鉬管，作為陽(yáng)極的材料。在陽(yáng)極的一側(cè)加工出一個(gè)直徑約為1mm的小孔，將鋯鉬管貫穿其中。在陽(yáng)極的反面加工出一個(gè)約為2cm的大孔，中間陽(yáng)極可通過該孔加工。中間陽(yáng)極的制作，需要準(zhǔn)備直徑約為8mm的鎢絲。將它抽成2根直徑約為1mm的細(xì)鎢絲，分別連接陽(yáng)極和陰極，形成電子束回路。陰極的制作，需要準(zhǔn)備直徑約為2mm的石墨棒，用車床加工成圓形，中間鉆出直徑約為1mm的小孔，嵌入1根細(xì)鎢絲。將陰極和中間陽(yáng)極各自嵌入之后，三個(gè)部件的相對(duì)位置和電勢(shì)關(guān)系非常重要，需進(jìn)行精密調(diào)整。制作真空室真空室是保證電子束蒸鍍過程順利進(jìn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其作用是將空氣抽空，保持真空環(huán)境。制作步驟如下：先準(zhǔn)備好一個(gè)厚度約為3~5mm的不銹鋼板，作為真空室板。采用激光切割或者機(jī)械加工的方式，在不銹鋼板上開出4個(gè)直徑約為8cm的孔，其中一個(gè)為觀察孔，其余三個(gè)用于連接真空泵、電子束發(fā)射系統(tǒng)、樣品臺(tái)等組件。用不銹鋼板和高溫硅膠密封圈封閉孔洞，確保真空度達(dá)到10^(-5)Pa。制作蒸發(fā)材料加熱裝置蒸發(fā)材料加熱裝置的作用是進(jìn)行金屬材料的加熱，將其蒸發(fā)成霧狀，沉積在樣品表面，形成金屬薄膜。具體步驟如下：準(zhǔn)備一塊直徑約為20cm，厚度約為5mm的石英玻璃，在上面刻上5個(gè)直徑約為10mm的孔洞。在孔洞下方各自粘接一個(gè)直徑約為15mm的大口徑低溫阻燃燈泡，如松下PTL4100。將鎢棒分別穿進(jìn)每個(gè)阻燃燈泡中，形成中間電加熱線，調(diào)節(jié)加熱參數(shù)并控制加熱線長(zhǎng)度和位置等參數(shù)，保持加熱區(qū)溫度穩(wěn)定?？偨Y(jié)電子束蒸鍍技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)和高效性使其被廣泛使用于半導(dǎo)體和微電子工業(yè)等領(lǐng)域。電子束蒸鍍裝置的制作涉及多個(gè)部件，如電子束發(fā)生器、真空室、蒸發(fā)材料加熱裝置的制作都需