電子ビーム蒸発器に必要な真空度は、通常10^-5Torr以下である。
この高真空は、蒸発した原子の長い平均自由行程を確保するために必要である。
ベースとなる圧力は、蒸着される層の質によって10^-7から10^-5mbarの範囲となります。
Eビーム蒸着装置の真空レベルとは？(5つのポイント）
1.平均自由行程と圧力
平均自由行程とは、粒子が他の粒子と衝突するまでに移動できる平均距離のことである。
電子ビーム蒸着装置では、平均自由行程が電子ビーム源と基板間の距離よりも長くなるように、圧力を十分に低くする必要があります（通常、約3.0 x 10^-4 Torr以下）。
これにより、蒸発した原子の方向やエネルギーを変える可能性のある衝突を防ぐことができる。
2.高真空要件
高真空（10^-5 Torr以下）は、ソース原子とバックグラウンドガス原子との相互作用を最小限に抑えるために、電子ビーム蒸着において極めて重要である。
この高真空環境は、合理的な蒸着率を達成し、耐火性金属のような高温を必要とする材料の蒸発を成功させるために必要である。
3.蒸発と蒸気圧
効果的な蒸発のためには、原料の蒸気圧は約10mTorrでなければならない。
この要件により、特定の材料を熱蒸発だけで蒸発させることは困難であり、2000℃以上の温度を必要とする白金のような材料には、電子ビーム蒸発を使用する必要がある。
4.蒸着層の品質
真空チャンバー内のベース圧力（10^-7～10^-5mbar）は、蒸着層の品質に直接影響する。
圧力が低いほど、蒸発した原子が散乱することなく基板に到達し、より安定した均一な層が形成される。
さらに、クリーンな真空環境は、蒸発した原子の基板への密着性を高め、不安定な層の形成を防ぐ。
5.動作に関する考察
電子ビーム蒸着装置は、電子ビームを使用してソース材料を溶融することで動作し、ビーム出力を変えることで制御することができる。
水冷ルツボを使用することで、蒸発したルツボ材料による膜の汚染を防ぐことができる。
電子ビームは磁石によって操作され、溶融材料の均一な温度を維持し、その使用を最適化します。
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