薄膜沉积是制造过程中的关键步骤，涉及在基材表面形成并施加涂层。这些涂层可以是化合物、金属或氧化物材料。
每种涂层都具有独特的性能，可增强基材特性以满足不同应用需求。例如：
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抵御极端温度、划痕或红外辐射
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实现透明导电或改变基材导电性
根据源材料、基材和应用场景的不同，存在多种薄膜沉积方法。本指南将重点介绍物理气相沉积（PVD）中最有效的技术之一——电子束蒸发镀膜的原理与应用。
若需了解电子束蒸发、溅射镀膜和热蒸发所需设备，请参阅Korvus Technology HEX系列产品介绍。
物理气相沉积专题：什么是电子束蒸发？
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多行业应用的高真空镀膜系统
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各行业采用高真空腔体系统，将绝缘体、金属等材料以薄膜形式沉积在基材表面。主要工艺包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）。其中，PVD工艺特别适用于制备耐极端温度和抗腐蚀的坚固薄膜。
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三大物理气相沉积（PVD）工艺
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（1）溅射镀膜
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通过在源材料与基材间施加高压产生等离子体
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衍生工艺包括：离子束辅助沉积、反应溅射、磁控溅射
（2）热蒸发镀膜
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电流加热材料至熔融态并气化
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气态物质在沉积腔内上升并凝结于基材表面成膜
（3）电子束蒸发镀膜（E-beam蒸发）
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采用带电钨丝发射高能电子束轰击源材料（或盛放靶材的坩埚）
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电子束动能转化为热能，使高熔点材料直接气化沉积
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电子束蒸发系统基本原理
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电子束蒸发系统主要由两大核心组件构成：电子枪（内置灯丝）和坩埚（装载镀膜材料）。在真空腔室内，基片被置于坩埚正上方。
系统工作时，需加热钨灯丝以产生电子束。通过向电子枪施加最高10kV的电流，利用热电子发射原理产生电子束。此外，也可采用场致电子发射或阳极电弧法生成电子束。
根据系统配置，一组磁铁会将电子束导向坩埚内的蒸发材料。当电子束轰击源材料时，其高能量转化为热能，使材料蒸发。蒸发形成的蒸气在真空环境中直线传输，不与其它原子发生碰撞或反应。当蒸气接触基片表面时，即形成薄膜。
(1) 电子束蒸发系统存在三种配置模式：
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电磁聚焦式
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电磁对准式
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悬垂滴式
采用电磁聚焦和对准配置的系统通过磁场弯曲和引导电子束轰击源材料，实现直接加热而非通过容器间接加热。悬垂滴式配置中，蒸发材料以线材或棒状形式置于阴极环中心，当棒材尖端熔化时，材料蒸发并在基片上成膜。
(2) 反应蒸发与共蒸发工艺对比：
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反应蒸发：通入氧气或乙炔等反应气体，使其与材料蒸气在基片附近反应成膜
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共蒸发：同时加热金属和碳锭，在基片上形成金属碳化物薄膜
(3) 现代电子束蒸发技术优势显著：
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电子束与材料直接传热
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沉积速率高（0.1-100nm/min）
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可处理高熔点材料（如钽、钨、石墨、二氧化硅和金）
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低温基片条件下即可获得高密度薄膜和优异附着力
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精确调控特定波段反射率，适用于激光光学元件和建筑玻璃
坩埚通常采用铜或钨材质，高温材料则使用陶瓷坩埚。聚焦电子束仅加热靶材局部区域，因此真空腔内可容纳多个坩埚。四槽式配置可装载四种源材料，实现连续沉积而无需破坏真空。部分技术采用水冷坩埚防止热传导，既避免基片热损伤，又减少材料污染，提高材料利用率。
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电子束蒸发的核心优势
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与传统热蒸发相比，电子束蒸发具有以下优势：
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超高能量密度：可蒸发金（Au）、铂（Pt）、二氧化硅（SiO₂）等高温才能气化的材料
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精准能量控制：避免材料因热蒸发导致的成分分解
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高效沉积：特别适用于难熔金属和化合物薄膜制备
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电子束蒸发技术的局限性
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（1）视线沉积特性限制：无法处理复杂几何形状的内表面
（2）二次电子发射和X射线产生导致入射电子能量损失
（3） 灯丝老化可能引起蒸发速率波动
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电子束蒸发技术应用
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在汽车和航空航天领域，该技术可用于制造高耐磨部件，能形成耐极端温度和腐蚀的刚性化学屏障，适用于切削工具、机械零件和船舶配件。
（1）光学薄膜应用：
通过多层沉积可制备具有特殊反射和透射特性的光学薄膜，如玻璃基红外阻隔冷滤镜。该技术广泛应用于建筑玻璃、激光光学元件、太阳能电池板、半导体和眼镜等领域。
（2）金属薄膜应用：
可制备低电阻金属膜，包括：
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布线薄膜
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装饰薄膜
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电磁屏蔽薄膜
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反射薄膜
具体应用产品包括电源组、EL显示器、SAW滤波器，以及手表和锂电池的某些组件。