전자빔 증착은 진공 상태에서 재료를 가열하고 증발시켜 박막을 만드는 데 사용되는 정교한 공정입니다. 이 방법은 물리적 기상 증착(PVD)의 일종으로, 상대적으로 낮은 기판 온도에서 높은 증착 속도와 재료 활용 효율로 인해 매우 효과적입니다.
5가지 주요 단계 설명
1. 전자빔 생성
이 공정은 전자총에서 전자빔을 생성하는 것으로 시작됩니다. 이 건에는 일반적으로 텅스텐으로 만들어진 필라멘트가 포함되어 있으며, 고전압 전류를 통과시켜 가열합니다. 이 가열은 필라멘트 표면에서 전자를 방출하는 열 방출을 일으킵니다. 그런 다음 이 전자를 가속하여 전기장과 자기장을 사용하여 빔으로 집중시킵니다.
2. 전자 빔의 전파 및 초점 맞추기
작업 챔버와 빔 발생 시스템은 모두 진공 환경을 조성하기 위해 배기됩니다. 이 진공은 전자 빔이 방해받지 않고 전파되고 전자가 공기 분자와 충돌하는 것을 방지하는 데 필수적입니다. 그런 다음 빔이 증발할 물질이 들어 있는 도가니로 향하고 집중됩니다.
3. 물질의 가열 및 증발
전자 빔이 도가니의 물질에 부딪히면 전자의 운동 에너지가 물질에 전달되어 물질이 가열됩니다. 재료에 따라 먼저 녹은 다음 알루미늄과 같은 금속처럼 증발하거나 세라믹처럼 직접 승화할 수 있습니다. 증발은 빔의 에너지가 재료의 온도를 끓는점까지 올려서 증기로 변하기 때문에 발생합니다.
4. 박막 증착
기화된 재료는 도가니 밖으로 이동하여 진공 챔버 내에 위치한 기판 위에 증착됩니다. 이 증착은 기판에 박막을 형성합니다. 이 공정은 고도로 제어할 수 있어 증착된 필름의 두께와 균일성을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
5. 장점 및 응용 분야
전자빔 증착은 0.1~100μm/분 범위의 높은 증착 속도와 화학 기상 증착(CVD)과 같은 다른 방법에 비해 낮은 기판 온도에서 재료를 증착할 수 있다는 장점이 있습니다. 따라서 반도체 제조, 마이크로 일렉트로닉스, 항공우주 산업의 보호 코팅 제작 등 다양한 분야에 적합합니다.
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