Электронно-лучевое испарение

Сфокусированный пучок электронов с энергией в несколько киловольт разогревает материал в водоохлаждаемом медном тигле. Плавится только пятно под лучом, тигель остаётся холодным, поэтому материал не загрязняется стенками и можно испарять вещества с очень высокой температурой плавления.

Чем хорош метод

• испаряет тугоплавкие металлы и оксиды, недоступные резистивному нагреву
• высокая скорость нанесения — от долей до десятков нанометров в секунду
• чистые слои, в том числе для оптики
• многотигельный испаритель позволяет наносить многослойные структуры без разгерметизации

Ограничения: нанесение по прямой видимости (плохо покрывает рельеф — зато удобно для взрывной литографии), рентгеновское излучение от луча, зарядка диэлектрических материалов.

Что наносят

• Ti, Cr, Ni, Pt, Au, Mo, W, Ta — контакты и металлизация
• SiO₂, TiO₂, Ta₂O₅, HfO₂, ZrO₂, Al₂O₃ — оптические многослойные покрытия
• слои для взрывной литографии

Из чего состоит установка

• высоковакуумная камера, 10⁻⁴ Па и лучше
• электронная пушка с магнитным отклонением луча на 270° и программной развёрткой
• многотигельный вращающийся испаритель, заслонки
• купольный или планетарный держатель подложек с нагревом
• кварцевый или оптический контроль толщины, ионный источник для ассистирования

Газовая часть

Для оксидных слоёв в камеру дозированно подают кислород, чтобы не терять стехиометрию; ассистирующему источнику нужны аргон и кислород. Азот — для напуска и продувки.

Установка

1. 

   Система нанесения тонких плёнок

   Три камеры, шесть источников. Образцы загружаются и выгружаются через перчаточный бокс в инертной атмосфере — для органической электроники, где материалы портятся на воздухе.

   • магнетроны постоянного тока и ВЧ
   • ионная очистка и ионно-лучевое нанесение
   • термическое и электронно-лучевое испарение

Газовую часть установки проектируем и изготавливаем сами: газовые панели, регуляторы расхода, газобаллонные шкафы, очистку выхлопа и газобезопасность.