电子束蒸发镀膜的特点　　

北京泰科诺科技有限公司自2003年成立以来，一直专注于真空设备的研发、制造，集真空镀膜设备、真空应用设备等相关设备及工艺的研发、制造、销售、服务于一体的高新技术企业。主营产品蒸发镀膜机，磁控溅射镀膜机，电子束蒸发镀膜机，多弧离子溅射镀膜机，热丝CVD设备，装饰镀膜机，硬质涂层设备等。

电子束蒸发镀膜仪

电子束蒸发镀制TiO2薄膜，采用下图所示的离子束辅助电子束蒸发的INTEGRITY-39全自动光学镀膜系统。

1.冷却水进口;2.冷却水出口;3.坩埚;4.束流线圈;5.电子束发射;6.加热灯;7.基片架;8.电机;9.监控片;10.离子源

镀制样品电子***工作电压为10 kV，电流为200 A，真空室沉积温度为145～155℃。膜料选用纯度为99.99%的黑色颗粒状Ti2O3，采用CC-105冷阴极离子束进行辅助沉积，沉积时真空室充入纯度为99.99%的O2作为反应气体，同时使用1179A型MKS质量流量计控制反应气体O2的流量，基底为直径25 mm的圆形K9玻璃。

　镀制时用机械泵和扩散泵将真空度抽至6.5×10-4Pa时，设定自动镀制程序。当基底被加热到沉积温度150℃时，离子源开始轰击基底，能量控制在60～90 eV，时间10 min。然后自动启动电子***加热蒸发膜料，沉积薄膜，沉积速率0.38～0.42 nm/s，薄膜沉积到设计厚度440 nm时，程序自动关闭电子***，完成镀制。

镀膜后真空室自然冷却到室温取出样品，用Lambda900(测试范围为175～3 300 nm)分光光度计进行样品TiO2的光谱测试，采用Macleod软件包络法计算TiO2薄膜的实际厚度，消光系数和折射率。

对真空室通入不同流量的高纯氧气，研究不同的真空度对TiO2的成膜质量、折射率、吸收系数的影响。

在较高的真空度下用离子源辅助蒸发沉积TiO2薄膜时，真空度随通氧量的变化如下表所列。

随着充入真空室内的氧分子被电离成氧离子充分与Ti2O3蒸气分子反应，使得Ti2O3分解所失的氧得到补充，从而生成的薄膜中TiO2成分比较纯净，但是如果通氧量不足或Ti2O3与O2反应不充分，则会形成高吸收的亚氧化钛薄膜TinO2n-1(n=1，2，……，10)。随着通氧量的增加，TiO2蒸气分子在蒸发上升过程中与氧分子的碰撞几率增大而损失了能量，使沉积在基底表面的TiO2动能减小，影响沉积薄膜的附着力和致密性。

对于光学薄膜而言，采用离子源辅助能够增加基底表面膜层分子的动能，不仅对薄膜的折射率有明显的影响，而且能使薄膜致密性及耐潮湿性得以提高，同时薄膜在基底上的附着力也有明显好转

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电子束蒸发与磁控溅射镀膜区别

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致密性

考虑Al膜的致密性就相当于考虑Al膜的晶粒的大小，密度以及能达到均匀化的程度，因为它也直接影响Al膜的其它性能，进而影响半导体哗啦的性能。

气相沉积的多晶Al膜的晶粒尺寸随着沉积过程中吸附原子或原子团在基片表面迁移率的增加而增加。

由此可以看出Al膜的晶粒尺寸的大小将取决环于基片温度、沉积速度、气相原子在平行基片方面的速度分量、基片表面光洁度和化学活性等因素。

由于电子束蒸发的基片温度Ts=120°C，蒸发速率20—25A/s，蒸汽Al原子的能量为0.1—0.3eV，而溅射的基片温度Ts=120°C，溅射速率8000A/min(133.3A/s)或10000A/min(166.7A/s)，溅射阈为13eV，溅射Al原子的能量比电子束蒸发的Al原了能量高1—2个数量级，所以电子束蒸发的Al原子碰到基片，很快失去能量，且迁移率很小，故原子在表面上重新排列较困难，即沉积的地方就是定位的地方成原子之间的空隙较大，有面粗糙度很大;溅射的基片温度较高，Al原子能量也较高，在而基片表面的原子迁移率增大，使得薄膜表面横向动能较大，易于连结殂成光滑的表面，稳定性较高，晶粒较大，原子间距较小，因而形成的薄膜表面粗糙芳减小。

通过环境扫描电子显微镜philipsXL30-ESEM观测，电子束蒸发镀膜仪生产厂家，并分析两种Al膜的晶粒大小及表面形貌的SEM照片也能验证这一结论，电子束蒸发的平均粒径为266.8nm，溅射的平均粒径为1.528μm，虽然电子束蒸发Al膜的粒径明显小于溅射的Al薄膜，但是电子束蒸发的Al原子较终不得靠得很近，当中存在很多间隙，而且溅射的Al原子相互靠得很紧，从侧面观测，溅射的Al膜平滑而且色泽光亮，说明溅射Al膜的致密较好。

溅射的晶粒较大还有一个好处，减小了晶界面积，从而减少电迁移短路通道的数目，有利于增强Al膜的抗电迁移能力，延长Al膜的平均寿命。但晶粒尺寸不可太大，否则影响Al膜细线条图形的光刻质量。同时，溅射的Al膜晶粒虽大，但可以通过的后面的热处理使之细化并使性能更加***。

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电子束加热蒸发源

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电子束加热蒸发源

电子束的蒸发源主要是由电子***和坩埚两部分组成，必要的时候可能会附带一套可以给镀膜机提供原材料的机械设备。在大多数的情况中，在镀膜机中会将产生以及控制电子束的控制装置和坩埚的设计组成一个整体。以下是电子束加热蒸发源的几种表现的结构形式;

①采用直线阴极和静电聚焦方式加热的蒸发器。

②采用环状阴极和静电聚焦方式加热的蒸发器。

③采用轴向***和静电远聚焦方式加热的蒸发器。

④采用轴向***、磁聚焦和磁偏转90度方式加热的蒸发器。

⑤E型电子***蒸发器，e型电子束蒸发源所发射的电子轨迹与'e'字相似，故简称e型***。

目前这种形式的蒸发源在真空蒸镀膜工艺中应用***为广泛。

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