La evaporación por haz de electrones es un método utilizado en la deposición física en fase vapor (PVD) en el que se utiliza un haz de electrones focalizado para calentar y evaporar un material en un entorno de vacío.
Esta técnica es especialmente eficaz para producir revestimientos densos y de gran pureza sobre sustratos.
Explicación de los 5 pasos clave
1. 1. Calentamiento del filamento de tungsteno
El proceso comienza con el calentamiento del filamento de tungsteno haciendo pasar una corriente eléctrica a través de él.
Este filamento está diseñado para soportar altas temperaturas y suele estar situado fuera de la zona de deposición para evitar la contaminación del proceso de deposición.
2. Emisión y focalización de electrones
Una vez calentado, el filamento de tungsteno emite electrones debido a la emisión termoiónica.
A continuación, estos electrones se someten a una alta tensión que los acelera hacia el material objetivo.
El uso de imanes permanentes o de focalización electromagnética garantiza que los electrones se dirijan con precisión y alta energía hacia el crisol.
3. Evaporación del material
El haz de electrones de alta energía golpea el material en el crisol, convirtiendo su energía cinética en energía térmica.
Esta energía térmica es suficiente para calentar el material hasta su punto de evaporación, haciendo que se convierta en vapor.
El crisol suele enfriarse con agua para evitar que se funda o se evapore junto con el material.
4. Deposición sobre el sustrato
El material evaporado se desplaza por la cámara de vacío y se deposita sobre el sustrato colocado encima del crisol.
El resultado es un recubrimiento fino de gran pureza sobre el sustrato, cuyo grosor suele oscilar entre 5 y 250 nanómetros.
Este recubrimiento puede alterar significativamente las propiedades del sustrato sin afectar a su precisión dimensional.
5. Métodos de calentamiento alternativos
Aunque la evaporación por haz de electrones es un método habitual, también pueden utilizarse técnicas alternativas como la evaporación por calentamiento inductivo.
Este método consiste en utilizar una bobina de calentamiento por inducción de RF alrededor del crisol para calentar el material de partida.
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