Máquina de revestimento por evaporação de feixe de elétrons de arma de elétrons de tipo E, revestimento de componentes ópticos de componentes ópticos de semicondutores

Canhão de eletrões do tipo E:A fonte de evaporação principal é composta por um cátodo, um eletrodo de focagem e um ânodo de aceleração. O feixe de eletrões apresenta um ponto quase circular e está equipado com uma função de varrimento rápido. Pode bombardear com precisão materiais de revestimento e é adequado para a evaporação de vários materiais com alto ponto de fusão. É também um componente chave que o distingue de outros tipos de máquinas de revestimento por feixe de eletrões.

Sistema de vácuo:Inclui uma câmara de vácuo, uma bomba molecular composta, uma bomba mecânica, uma válvula de comporta, etc. A câmara de vácuo geralmente adota um design em forma de U, que pode garantir um ambiente de revestimento limpo. O sistema de vácuo pode atingir um grau de vácuo de ≤6.67×10⁻⁵Pa (após desgaseificação por aquecimento), reduzindo a interferência do ar na pureza do filme.

Componentes de evaporação e transporte:Principalmente cadinhos multicelulares arrefecidos a água (comumente projetados com quatro ou seis células), que impedem que o cadinho se funda e contamine o material de revestimento, e podem conter vários materiais diferentes simultaneamente. Quando emparelhado com um palco de aquecimento de substrato rotativo, a temperatura máxima de aquecimento do substrato pode atingir 800℃±1℃. Também pode ajustar a distância entre o substrato e a fonte de evaporação para garantir a uniformidade da camada de filme.

Medição e controlo, bem como sistema de controlo elétrico:Equipado com um controlador de espessura de filme de oscilador de cristal de quartzo, a faixa de exibição da espessura do filme é de 0-99,9999 μm, e alguns podem ser opcionalmente equipados com controlo automático de espessura de filme ótico. Todo o processo de vácuo, aquecimento, evaporação, etc. é controlado automaticamente através de PLC e computador de controlo industrial, e também inclui módulos de controlo auxiliares, como medição de vácuo e caminho de gás de trabalho.

Após o equipamento ser iniciado, o sistema de bombeamento primeiro evacua a câmara de vácuo para um estado de alto vácuo para reduzir a dispersão e a contaminação das partículas evaporadas pelas moléculas de gás.

1. O cátodo do canhão de eletrões do tipo E é aquecido e emite eletrões. Estes eletrões são focados pelo eletrodo de focagem e acelerados no ânodo para formar um feixe de eletrões de alta energia, que bombardea com precisão o material de revestimento dentro do cadinho com a ajuda de um campo magnético.
2. Após absorver a alta energia do feixe de eletrões, o material aquece rapidamente até a temperatura de evaporação ou sublimação, formando partículas gasosas.
3. As partículas gasosas movem-se para cima em direção ao substrato num ambiente de vácuo. Devido à pequena resistência ao movimento das partículas sob vácuo, elas podem ser uniformemente condensadas na superfície do substrato.
4. Durante o processo de revestimento, o controlador de espessura do filme monitoriza a espessura da camada do filme em tempo real, e o sistema de controlo elétrico ajusta parâmetros como a potência do feixe de eletrões para garantir que a espessura da camada do filme atenda aos requisitos predefinidos. Após a conclusão do revestimento, o cadinho pode ser trocado para obter a deposição de filme multicamadas sem destruir o ambiente de vácuo.

Durante o processo de revestimento, o controlador de espessura do filme monitoriza a espessura da camada do filme em tempo real, e o sistema de controlo elétrico ajusta parâmetros como a potência do feixe de eletrões para garantir que a espessura da camada do filme atenda aos requisitos predefinidos. Após a conclusão do revestimento, o cadinho pode ser trocado para obter a deposição de filme multicamadas sem destruir o ambiente de vácuo.

• Energia concentrada e controlável:O feixe de eletrões tem uma alta densidade de energia e pode atuar diretamente sobre os materiais. Combinado com uma função de varrimento rápido, pode não só evaporar materiais com pontos de fusão acima de 3000℃, como tungsténio e molibdénio, mas também evitar o sobreaquecimento local e danos a materiais de baixa condutividade térmica. Além disso, a taxa de evaporação pode ser controlada ajustando a corrente do feixe de eletrões.
• Forte adaptabilidade da camada de filme:Suporta evaporação de fonte única, dupla ou tripla. Ao colocar diferentes materiais em cadinhos adjacentes, vários tipos de filmes, como filmes de liga e filmes compostos, podem ser preparados, e a estabilidade do índice de refração da camada de filme é alta (δn≤0,005).
• Combina profissionalismo e flexibilidade:É adequado para experiências em pequena escala em pesquisas universitárias e também pode atender aos requisitos de produção em pequena escala de nível industrial, como wafers de 6 polegadas. Pode ser operado manualmente ou semiautomaticamente. Alguns modelos suportam o controlo por programa para atender às necessidades de diferentes cenários.

A pureza e a qualidade da camada de filme são altas:O ambiente de vácuo combinado com cadinhos arrefecidos a água reduz a contaminação, e a pureza da camada de filme pode atingir 99,99% (grau 4N). Além disso, a densidade da camada de filme é 30% maior do que a do método de evaporação comum, com forte adesão e excelente desempenho anti-deliquescência.

Boa eficiência de evaporação e repetibilidade:A faixa de taxa de deposição é ampla (0,1μm/min - 100μm/min), capaz de preparação de camadas finas e deposição de filmes espessos. A repetibilidade do processo do processo de revestimento é alta (CPK≥1,67), e uma camada de filme consistente pode ser produzida de forma estável sob os mesmos parâmetros.

Alta taxa de utilização do material:Comparado com tecnologias como sputtering por magnetrão, a evaporação por feixe de eletrões tem uma taxa de utilização do material mais alta, reduzindo a perda de material. Enquanto isso, os cadinhos multicelulares podem evitar a substituição frequente de material, aumentando assim a eficiência do revestimento.

No campo da ótica,é o equipamento principal para revestir componentes óticos, como lentes de laser, lentes de óculos e vidro arquitetónico. Pode preparar filmes óticos como SiO₂ e TiO₂, melhorando a transmissão de luz, reflexão ou desempenho de filtragem dos componentes.

No campo de semicondutores e eletrónica:É usado para a preparação de filmes finos para componentes óticos de semicondutores, dispositivos MEMS, fotodiodos, etc., bem como a produção de vidro condutivo e filmes finos de semicondutores, e é compatível com processos de nível industrial, como wafers de 6 polegadas.

No campo de novas energias e deteção:Filmes anti-reflexo para dispositivos fotovoltaicos e filmes funcionais para sensores de precisão (como sensores de óxido de metal, sensores ultravioleta/infravermelho) são preparados para garantir a eficiência de conversão fotoelétrica e a sensibilidade de deteção dos dispositivos.

Nos campos de pesquisa científica e ensino:Tornou-se um dispositivo importante para faculdades e universidades, bem como instituições de pesquisa, para estudar filmes finos ferroelétricos, materiais piezoelétricos, etc. Pode realizar experimentos de preparação de filmes de camada única, filmes multicamadas e filmes dopados, e auxiliar na pesquisa e desenvolvimento de novos materiais.