電子ビーム蒸着は、真空環境で材料を加熱・蒸発させて薄膜を作る方法である。
このプロセスは、高品質、高密度、均一な薄膜を作るのに非常に効果的である。
これらの薄膜は、光学コーティング、ソーラーパネル、半導体デバイスなどの用途で一般的に使用されています。
5つの主要ステップ
1.電子ビームの発生
プロセスは電子ビームの発生から始まる。
これは通常、電子銃でタングステンフィラメントを加熱することによって行われる。
フィラメントを加熱すると熱電子放出が起こり、電子が放出される。
また、電界電子放出法や陽極アーク法も利用できる。
フィラメントに高電圧電流（最大10kV）を流して加熱する。
これにより電子がフィラメント表面から放出されるところまで励起される。
2.電子ビームの集束と加速
放出された電子は、磁場を利用してビームに集束される。
このビームはさらに電界と磁界によって加速され、精密に制御される。
集束・加速された電子ビームは、蒸着する材料を入れたルツボに向けられる。
3.材料の蒸発
電子ビームがるつぼ内の材料に当たると、そのエネルギーが材料に伝わり、材料が加熱される。
材料の特性によっては、まず溶けてから蒸発する場合（アルミニウムなどの金属）と、直接昇華する場合（セラミックスなど）があります。
るつぼは、蒸発する材料と反応しない融点の高い材料で作られていることが多い。
また、過熱を防ぐために冷却される。
4.薄膜の蒸着
蒸発した材料は蒸気を形成し、真空チャンバー内を移動する。
真空中の平均自由行程が高いため、材料の蒸気は、大部分がるつぼの上に配置された基板上に堆積する。
均一なコーティングを確実にするため、蒸着プロセス中に基板を移動させたり回転させたりすることができる。
5.強化および制御
イオンビームを使用して成膜を補助することで、成膜プロセスを向上させることができる。
これにより、蒸着膜の密着性と密度が向上します。
加熱、真空レベル、基板の位置決めを精密に制御することで、特定の光学特性を持つ薄膜を作成することができます。
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