РЕФЕРАТ
по ФХОТЕС
В«Фізико-хімічніоснови термовакуумного випаровування та осадження матеріалів В»
ЗМІСТ
Введення
1.Нанесення плівоку вакуумі
2.Методтермічного випаровування
3.Ступеня вакууму
4.Середня довжинавільного шляху молекул
5.Вплив вакуумуна процес нанесення плівок
6.Вакуумні системи
6.1 Загальні відомості
6.2 Засоби отримання вакууму
6.3 Засоби вимірювання вакууму
Висновок
Література
Введення
Широке застосування врадіоелектроніці отримали тонкі металеві, напівпровідникові тадіелектричні плівки, вирощувані на неоріентірующіх і орієнтувальнихпідкладках.
Основними методамиотримання плівок на не орієнтувальних є вакуумне випаровування, іоннерозпорошення і хімічне осадження. [1]
Технологія нанесеннятонких плівок і створення вакууму в робочих камерах установок базуються намолекулярно-кінетичної теорії будови речовини.
Речовини в природіскладаються з дрібних часток - молекул, які можуть існуватисамостійно і володіють всіма властивостями даної речовини.
Спостереження за поведінкоюбудь-якої речовини показали, що його молекули знаходяться в постійному безладномурусі незалежно від того, в якому знаходиться стані речовина: рідкому,твердому або газоподібному. Цей рух обумовлено внутрішньої кінетичноїенергією речовини, яка пов'язана з його температурою. Тому безладнерух, в якому знаходяться молекули, називають тепловим, а теорію, що вивчаєтепловий рух молекул, - кінетичної теорії матерії.
Якщо тверде піддатинагріванню, то при деякій температурі воно почне роздрібнюють і перетворюватися врідина. При подальшому нагріванні рідина починає випаровуватися, перетворюючись напар, тобто переходить в газоподібний стан.
розрідженому станігазу, тобто стан, при якому тиск газу в деякому замкненомугерметичному об'ємі нижче атмосферного, називають вакуумом. [2]
1. Нанесення плівок ввакуумі
Процес нанесення тонкихплівок у вакуумі полягає у створенні потоку частинок, спрямованого в бікоброблюваної підкладки, і подальшої їх конденсації з утвореннямтонкоплівкових шарів на поверхні, що покривається.
Таким чином, принанесенні тонких плівок одночасно протікають три основних процеси: генераціянаправленого потоку часток, що осідає речовини; проліт часток у розрядженому(Вакуумному) просторі від їх джерела до оброблюваної поверхні;осадження (конденсація) часток на поверхні з утворенням тонкоплівковихшарів.
У відповідності з цимвакуумні установки для нанесення тонких плівок, незважаючи на різноманіття їхпризначення і конструктивного оформлення, складаються з наступних основнихелементів: джерела генерації потоку часток осаждаемого матеріалу; вакуумнійсистеми, що забезпечує необхідні умови для проведення технологічногопроцесу; транспортно позиціонують пристроїв, які забезпечують введення підложок взону нанесення плівок та орієнтування оброблюваних поверхонь відноснопотоку частинок матеріалу, що наноситься.
Процес нанесення тонкихплівок у вакуумі складається з наступних операцій:
- установки та закріпленніпідлягають обробці підкладок на подложкодержателе при піднятому ковпаку;
- закриття (герметизації)робочої камери і відкачки її до потрібного вакууму;
- включенні джерела,створює атомарний (молекулярний) потік осаждаемого речовини;
-нанесенні плівкипевної товщини при постійно працюючих джерелі потоку часток івакуумній системі;
- вимиканні джерелапотоку частинок, охолодженні підкладок і напуску повітря в робочу камеру доатмосферного тиску;
- підйомі ковпака і зніманніоброблених підкладок з подложкодержателя.
2. Метод термічноговипаровування
Заснований на нагріві речовинв спеціальних випарниках до температури, при якій починається помітний процесвипаровування, і наступної конденсації парів речовини у вигляді тонких плівок наоброблюваних поверхнях, розташованих на деякій відстані відвипарника. Важливим фактором, що визначає експлуатаційні особливості іконструкцію установок термічного випаровування, є спосіб нагрівущо випаровуються,: резистивний (омічний) або електронно-променевої.
3.Ступінь вакууму
Вакуум - це станрозрядженого газу, якому відповідає область тиску нижче 10 5 Па, тобто нижче атмосферного тиску. Залежно від ступеня розрідження,розрізняють низький, середній, високий і надвисокий вакуум. Області тискугазів, відповідні различному вакууму, показані в таблиці 1. [3]
Таблиця 1.
Вакуум
низький
середній
високий
надвисокий
p, Па
10 5 -10 2
10 2 -10 -1
10 -1 -10 -5
10 -5 -10 -10
р, мм рт.ст.
750-10
10-10 -3
10 -3 -10 -7
10 -7 -10 -12
4. Середня довжина вільногошляху молекул
Згідномолекулярно-кінетичної теорії, всі молекули (атоми) газів знаходяться впостійному хаотичному тепловому русі. Хаотичне русі молекулпояснюється їх взаємними зіткненнями. В результаті цього шлях молекул впросторі при їх тепловому русі являє собою ламану криву,складається з окремих прямолінійних ділянок. Ці ділянки відповідаютьпереміщенню молекули без зіткнення з іншими молекулами. Кожен злам шляхує результатом пружного зіткнення розглянутої молекули з іншогомолекулою.
Для простоти будемовважати, що після зіткнення молекула може з рівною імовірністю полетіти вбудь-яку сторону незалежно від свого первісного напрямку руху.
Шлях, прохідниймолекулою газу між черговими сутичками газу, не може бути однаковимчерез хаотичності теплового руху молекул. Тому говорять про середню шляху,скоюване молекулою газу між двома черговими сутичками.
Середня довжинапрямолінійних проміжків, з яких складається зигзагоподібний шлях молекулгазу, називається середньою довжиною вільного шляху молекули, позначається О» іє одним з найважливіших понять вакуумної техніки.
Очевидно, що значення О»залежить від концентрації молекул. При атмосферному тиску, коли концентраціямолекул висока, в результаті теплового руху вони дуже часто стикаютьсяодин з одним Чим нижче концентрація, тобто чим менше молекул міститься водиниці об'єму газу, тим рідше з взаємні зіткнення і більше О». Так якконцентрація молекул газу в обсязі пропорційна тиску ПЃ, значення О»назад пропорційно тиску газу.
Нижче наведена середнядовжина вільного шляху молекул повітря при 20 Вє С і різних тисках,яку можна розрахувати за формулою
λ = 5 • 10 -1 /ρ.
Таблиця 2.
ПЃ, Па (мм рт.ст.)
10 5
(760)
10 1
(10 -1 )
10 0
(10 -2 )
10 -1
(10 -3 )
10 -2
(10 -4 )
10 -3
(10 -5 )
10 -4
(10 -6 )
О», ...
