[发明专利]一种狭缝聚焦型超高真空运行的磁偏转电子束蒸发源

说明书

本发明提供了一种狭缝聚焦型超高真空运行的磁偏转电子束蒸发源，包括蒸发区和电子发射区，所述蒸发区包括坩埚(2)，所述电子发射区包括直通腔体(5)、电子枪(11)和主磁场(9)，所述电子发射区和所述蒸发区之间通过直通腔体上端法兰与蒸发区下端法兰连接，所述蒸发区下端法兰与所述直通腔体上端法兰之间设置有隔离板(12)；所述坩埚(2)设置在所述隔离板(12)上；所述隔离板(12)上设置有聚焦通孔(1)；所述聚焦通孔(1)包括磁铁基座(13)与多块偶数片磁铁(14)。本发明的有益效果是：大幅度消除高温环境下由于材料表面逸放出的杂质成分气体及轻元素对薄膜纯度以及蒸发源性能及其寿命的影响，从而提高蒸发源性能与寿命。

技术领域

本发明涉及磁偏转电子束蒸发源，特别涉及一种狭缝聚焦型超高真空运行的磁偏转电子束蒸发源。

背景技术

磁偏转电子束发源是基于耦合磁场和电场来偏转电子束到一定角度进而轰击到材料，实现材料高密度蒸发的蒸发源。由于电子直接轰击靶材有利于大幅度消除材料污染，因而适应高纯薄膜材料的制备以应用于集成电路或功能器件的科研或生产等。

传统的磁偏转电子束蒸发源一般是由水冷基座、电子发射器及坩埚等关键部件组合而成。发射器是由热电子发射灯丝，灯丝基座，电极，绝缘陶瓷及永磁铁组成。由于产生热电子需要通过阻抗加热使其灯丝温度提升至2000℃以上，甚至高达2400℃。并且，电子加速用电极，绝缘陶瓷及电极固定部件紧靠灯丝，受到高温灯丝热辐射的影响，从这些部件表面会散发出H、C、O等原子的组合气体和轻原子，例如Na、K等，在高温镀膜时这种表面放气现象明显，直接影响薄膜纯度，而其原因在于在高温环境下，从材料表面逸放出杂质成分气体及轻元素是难以避免的一种现象，完全杜绝表面放气现象是非常困难的。

故市场亟需一种可以大幅度消除高温环境下由于材料表面逸放出的杂质成分气体及轻元素对薄膜纯度以及蒸发源性能及其寿命的影响的磁偏转电子束蒸发源，从而提高蒸发源性能与寿命。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种狭缝聚焦型超高真空运行的磁偏转电子束蒸发源，本发明的技术方案是这样实施的：

一种狭缝聚焦型超高真空运行的磁偏转电子束蒸发源，包括蒸发区和电子发射区，所述蒸发区包括坩埚(2)，所述电子发射区包括直通腔体(5)、电子枪(11)和主磁场(9)，所述电子枪(11)连接所述电馈通(7)，所述电馈通(7)连接外部电源，所述电子发射区和所述蒸发区之间通过直通腔体上端法兰与蒸发区下端法兰连接，其特征在于：所述蒸发区下端法兰与所述直通腔体上端法兰之间设置有隔离板(12)；所述坩埚(2)设置在所述隔离板(12)上；所述隔离板(12)上设置有聚焦通孔(1)；所述聚焦通孔(1)包括磁铁基座(13)与多块偶数片磁铁(14)；多块所述磁铁(14)沿所述电子枪(11)发射的电子束轨道方向磁化，对立方位的多块所述磁铁(14)的磁化方向一致，相邻近磁铁(14)的磁化方向相反；所述磁铁基座(13)上设置有贯通的凹槽；所述凹槽为一个等腰梯形沿所述磁铁基座(13)的几何轴线旋转而成；所述磁铁(14)在所述凹槽内均匀分布；所述电子枪(11)、所述主磁场(9)、所述坩埚(2)和所述聚焦通孔(1)之间的位置满足，发射的电子束经所述主磁场(9)偏转后从所述凹槽的一端进入，从所述凹槽的另一端射出并打在所述坩埚(2)内。

优选地，还包括水冷系统(6)；所述水冷系统(6)包括同轴水冷管和水冷基座，所述同轴水冷管连接所述水冷基座；所述电子枪(11)设置在所述水冷基座上。

优选地，所述水冷基座连接所述隔离板(12)。

优选地，所述直通腔体(5)的下端设置有特殊基座法兰(15)和直通腔体下端法兰(16)；所述直通腔体下端法兰(16)的刀口朝向所述直通腔体(5)内部；所述特殊基座法兰(15)和所述直通腔体下端法兰(16)之间设置有金属垫片。

优选地，所述同轴水冷管的内管为直管；所述同轴水冷管在与所述直通腔体上端法兰的连接处的外管为波纹管(8)。