一种超稳定三电极电子束蒸发源制造技术

本实用新型专利技术提供了一种超稳定三电极电子束蒸发源，用于解决现有技术中电子束蒸发装置结构复杂、电子束源存在加热不均匀、蒸发材料容易污染灯丝、电子束轨迹控制方法复杂的问题，包括：靶材、灯丝和支撑基座；其中，靶材固定至支撑基座；灯丝为耐高温金属材料，固定至支撑基座，设置于靶材上方，灯丝接通负电；实施本实用新型专利技术的技术方案，在靶材和灯丝间设置反射板，可便捷地实现对电子束轨迹的控制，并且减缓灯丝被污染的速度、延长装置寿命、简化装置结构、降低装置的放气率；反射板接通负电并且负电电压设置为可连续调节的，利于实现靶材端部的匀速蒸发，增加蒸发源适用的靶材种类、提高装置兼容性。

A super stable three electrode source for electron beam evaporation

【技术实现步骤摘要】
一种超稳定三电极电子束蒸发源
本技术涉及电子束蒸发源领域，特别涉及一种超稳定三电极电子束蒸发源。
技术介绍
电子束蒸发是使用电子轰击靶材，实现靶材蒸发的物理气相沉积手段，可用来制备高纯薄膜材料以应用于电子芯片制造或科学研究以及其他领域。电子束的控制方法主要分为带磁场的e型电子束源和不带磁场的普通电子束源。e型电子束源由于使用磁场和电场耦合的方式控制电子，所以结构复杂，造价昂贵。而普通电子束源不使用磁场，因此结构简单，使用方便。现有技术中，普通电子束源存在加热不均匀、蒸发材料容易污染灯丝、电子束轨迹控制方法复杂的问题。因此需要一种结构简单、电子束方向可控、靶材蒸发稳定的电子束蒸发源。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术中披露了一种超稳定三电极电子束蒸发源，本技术的技术方案是这样实施的：一种超稳定三电极电子束蒸发源，包括：靶材、灯丝和支撑基座；其中，所述靶材固定至所述支撑基座；所述灯丝为耐高温金属材料，固定至所述支撑基座，设置于所述靶材上方，所述灯丝接通负电。优选地，所述超稳定三电极电子束蒸发源，还包括沿靶材延伸方向设置于所述灯丝与所述靶材之间的反射板。优选地，所述靶材接地或接通正电，所述灯丝接通的负电电压设置为所述灯丝与所述靶材的电势差大于500V的。优选地，所述反射板接地。优选地，所述反射板接通负电。优选地，所述反射板接通的负电电压为可连续调节的。优选地，所述反射板接通的负电电压，在[-400V,0]范围内。优选地，所述灯丝线圈的边缘和所述反射板的边缘处于平行于靶材方向的同一平面内。优选地，所述反射板使用耐高温材料，材料包括钽、钼或钨。优选地，所述超稳定三电极电子束蒸发源，还包括载物坩埚，所述载物坩埚固定至所述支撑基座，所述靶材设置于所述载物坩埚内。实施本技术的技术方案可解决现有技术中电子束蒸发装置结构复杂、电子束源存在加热不均匀、蒸发材料容易污染灯丝、电子束轨迹控制方法复杂的问题；实施本技术的技术方案，在靶材和灯丝间设置反射板，可便捷地实现对电子束轨迹的控制，并且减缓灯丝被污染的速度、延长装置寿命、简化装置结构、降低装置的放气率；反射板接通负电并且负电电压设置为可连续调节的，利于实现靶材端部的匀速蒸发，增加蒸发源适用的靶材种类、提高装置兼容性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一种实施例学，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术的实施例1的蒸发源结构示意图；图2为本技术的实施例2的蒸发源结构示意图。在上述附图中，各图号标记分别表示：1-靶材；2-灯丝；3-支撑基座；4-反射板；5-载物坩埚。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1在本技术的一种具体实施方式中，一种超稳定三电极电子束蒸发源，包括：靶材1、灯丝2和支撑基座3；其中，靶材1固定至支撑基座3；灯丝2为耐高温金属材料，固定至支撑基座3，设置于靶材1上方，灯丝2接通负电。在该具体实施方式中，灯丝2可以使用耐高温金属材料，支撑基座3主体可以使用耐高温金属材料，也可以使用耐高温陶瓷材料等具有较高强度、可以在高温下保持形状并且绝缘的材料，可以防止连接在支撑基座3上的灯丝2和/或靶材1短路导致蒸发源蒸发速率不稳定。灯丝2和靶材1可以使用螺钉固定、卡接固定等可拆卸方式固定至支撑基座3，便于用户更换靶材1以及根据靶材1的形状、加热所需的电子束量、电压等参数更换不同的灯丝2或调整灯丝2的位置，提高蒸发源的兼容性。灯丝2和靶材1也可以使用点焊等不可拆卸方式固定至支撑基座3，提高灯丝2和靶材1与支撑基座3的连接强度，提高装置的可靠性。灯丝2的负电电压较高时，电子会从灯丝2靠近靶材1的端部逸出至环境中，形成速度高的高能电子束并流向带有正电的靶材1，电子束轰击在靶材1上并将能量转化为靶材1的内能，从而实现对靶材1的加热。调整灯丝2的负电电压值可以调整电子束加热的功率、靶材1的蒸发速度，用户也可以通过调整灯丝2和靶材1的距离、灯丝2的匝数、灯丝2的材质使蒸发源适用不同种类的靶材1，提高装置的兼容性。蒸发源依靠电子束进行加热，由于电子束主要在灯丝2和靶材1间的高强度电场作用下形成，受靶材1和灯丝2的温度影响小，因此通过控制灯丝2和靶材1的电压，用户可以较为准确地控制蒸发源的加热功率，可以提高蒸发源蒸发速度控制的准确度。电子束的逸出需要装置处于高真空环境下，现有技术中，使用电子束加热的蒸发源往往需要设置电子枪和蒸发模块，装置结构复杂、体积较大，容易发生放气。装置发生放气后，电子束逸出困难，会增加功耗，并且需要反复对装置进行抽真空，蒸发源维护的时间成本和人力成本较高，降低了生产效率和质量。在该具体实施方式中，电子束从灯丝2上直接逸出至靶材1表面对靶材1进行加热，电子束经过的距离短，可以降低电子束能量的损耗，提高装置电能的利用率，降低蒸发源使用成本，蒸发源结构简单，大大降低蒸发源整体体积，蒸发源置于体积较小的真空装置内，降低装置的放气率，降低装置维护的时间成本和人力成本，利于实现靶材1在长时间内匀速蒸发，提高装置可靠性。支撑基座3的端部可以设置密封法兰，用户可以以可拆卸方式将蒸发源固定在蒸发源外部真空装置上，便于拆卸，可以提高装置的兼容性，利于用户随时更换不同的蒸发源。在一种优选的实施方式中，一种超稳定三电极电子束蒸发源，如图1所示，还包括沿靶材1延伸方向设置于灯丝2与靶材1之间的反射板4，反射板4可以使用金属材料制成。电子束在靶材1和灯丝2形成的电场作用下移动至靶材1表面，因此严格控制靶材1的形状、靶材1的电压、灯丝2的电压等参数依然难以控制实现靶材1的匀速蒸发。蒸发源中设置反射板4，可以改变灯丝2和靶材1间的电场分布，实现对电子束轨道的控制。用户可以提前标定不同电压条件下，反射板4的规格、形状、位置对电子束轨道的影响，便于用户在生产中根据需要调整反射板4参数，使电子束均匀地轰击在靶材1表面，实现靶材1的匀速蒸发。反射板4可以减少灯丝2接触到的靶材1蒸气，可以减缓蒸气对灯丝2的污染，延长装置寿命。在一种优选的实施方式中，靶材1接地或接通正电，灯丝2接通的负电电压设置为灯丝2与靶材1的电势差大于500V的。电势差较高时，电子束的能量较高，可以提高靶材1的蒸发速度，适用于熔点较高的靶材1；电势差较低时，电子束的能量较低，降低靶材1端部温度，降低靶材1挥发速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超稳定三电极电子束蒸发源，其特征在于，包括：靶材、灯丝和支撑基座；其中，/n所述靶材固定至所述支撑基座；/n所述灯丝为耐高温金属材料，固定至所述支撑基座，设置于所述靶材上方，所述灯丝接通负电。/n

【技术特征摘要】
1.一种超稳定三电极电子束蒸发源，其特征在于，包括：靶材、灯丝和支撑基座；其中，
所述靶材固定至所述支撑基座；
所述灯丝为耐高温金属材料，固定至所述支撑基座，设置于所述靶材上方，所述灯丝接通负电。


2.根据权利要求1所述的一种超稳定三电极电子束蒸发源，其特征在于，还包括沿靶材延伸方向设置于所述灯丝与所述靶材之间的反射板。


3.根据权利要求2所述的一种超稳定三电极电子束蒸发源，其特征在于，所述靶材接地或接通正电，所述灯丝接通的负电电压设置为所述灯丝与所述靶材的电势差大于500V的。


4.根据权利要求3所述的一种超稳定三电极电子束蒸发源，其特征在于，所述反射板接地。


5.根据权利要求3所述的一种超稳定三电极电子束蒸发源，其特征在于，所述反射板接通负...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢斌平，阿力甫·库提鲁克，李浩，
申请(专利权)人：费勉仪器科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31