電子ビーム蒸着は物理的気相成長（PVD）技術であり、強力な電子ビームを利用して真空環境下で原料を加熱・蒸発させ、基板上に高純度の薄膜を蒸着させる。この方法は、熱蒸発では容易に昇華しない高融点材料に特に有効である。
電子ビーム蒸着技術の概要：
電子ビーム蒸着法では、タングステンフィラメントから発生する高エネルギー電子ビームを使用する。このビームは、電界と磁界によって制御され、原料を入れたるつぼを正確に狙います。電子ビームのエネルギーが材料に伝わり、蒸発する。蒸発した粒子は真空チャンバー内を移動し、ソース材料の上に配置された基板上に堆積する。このプロセスでは、寸法精度に影響を与えることなく、基板の特性を大きく変化させることができる、5～250ナノメートルの薄いコーティングを生成することができる。
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詳しい説明
- 電子ビームの発生
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プロセスは、タングステンフィラメントに電流を流すことから始まり、ジュール加熱と電子放出が起こる。フィラメントとソース材料の入ったルツボの間に高電圧をかけ、電子を加速します。
- 電子ビームの操舵と集束：
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強力な磁場を用いて、放出された電子を統一ビームに集束させる。このビームは、るつぼ内のソース材料に向けられる。
- ソース材料の蒸発：
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衝突すると、電子ビームの高い運動エネルギーがソース材料に伝達され、蒸発または昇華するまで加熱される。電子ビームのエネルギー密度は高く、融点の高い材料を効率的に蒸発させることができる。
- 材料の基板への蒸着：
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蒸発した材料は真空チャンバー内を移動し、基板上に堆積する。基板は通常、ソース材料から300mmから1mの距離に配置される。この距離により、蒸発した粒子は、エネルギーの損失や汚染を最小限に抑えながら基板に到達します。
- 蒸着プロセスの制御と強化：
酸素や窒素のような反応性ガスの分圧をチャンバー内に導入することで、プロセスを強化することができる。この追加により、非金属膜を反応的に蒸着させることができ、電子ビーム蒸着で効果的にコーティングできる材料の範囲が広がります。正確さと事実確認：
