ультатічого рухливість групи і ймовірність її десорбції значно падають. При достатньовеликому об'єднанні молекул така група повністю втрачає здатність мігруватиі фіксується на підкладці, стаючи центром кристалізації.
Навколо окремих центрів кристалізаціївідбувається зростання кристалів, які згодом зростаються і утворюють суцільнуплівку. Підвищення температури підкладки при інших незмінних умовах збільшуєенергію адсорбованих молекул, підвищується ймовірність десорбції одиночних молекулв потенційних "ямах". Таким чином, стійкими можуть бути тільки великігрупові утворення молекул. При достатньо високій температурі підкладки (званоїкритичної) ймовірність реіспаренія стає рівною одиниці і конденсації невідбувається. Зі збільшенням швидкості випаровування критична температура підкладки зростає,зростає ймовірність виникнення дрібнокристалічної плівки, аж до аморфної.
Процес випаровування і якість нанесенихплівок значною мірою визначаються типом і конструкцією випарників, якіможуть мати резистивний або електронно-променевою нагрів.
метод термічне випаровування
резистивного нагріванням називаютьнагрів електропровідного тіла, що володіє високим електричним опоромпри проходженні через нього електричного струму.
Переваги резистивного нагрівання - високийККД, низька вартість устаткування, безпека в роботі і малі габаритні розміри.Чинниками, які обмежують застосування випарників з резистивним нагріванням єможливість забруднення наносимой плівки матеріалом нагрівача, а також
малий ресурс роботи через старіння(Руйнування) нагрівача, що вимагає його періодичної заміни.
Випарники цього типу різних конструктивнихваріантів можуть бути з безпосереднім або з непрямим нагрівом испаряемого речовини.
Матеріали,використовувані для виготовлення випарників, повинні відповідати наступним вимогам:
1) випаровуваністьматеріалу випарника при температурі испаряемого речовини повинна бути пренебрежимомалої;
2) дляхорошого теплового контакту матеріал випарника повинен добре змочуватися розплавленимвипаровуються речовин;
3) міжматеріалом випарника і випаровуються речовин не повинні відбуватися ніякі хімічніреакції, так як це призводить до забруднення наносяться плівок і руйнування випарників.
У випарникахз безпосереднім нагріванням струм в декілька десятків ампер проходить безпосередньочерез випаровує матеріал. Такий метод випаровування може бути застосований лише длясублімується матеріалів, тобто металів, температура плавлення яких вище температуривипаровування
Основнегідність цих випарників - відсутність теплового контакту між їх нагрітимиелементами і випаровується металом, що забезпечує високу чистоту наносимой плівки.Однак вони забезпечують низьку швидкість випаровування, дають можливість випаровувати малекількість матеріалу, який може бути використаний тільки у вигляді стрічки або дроту,а також не дозволяє випаровувати діелектрики і більшість металів.
Випарникиз непрямим резистивним нагріванням
Випарникиз непрямим нагрівом, в яких випаровується речовина нагрівається за рахунок теплопередачівід нагрівача, більш універсальні, так як дозволяють випаровувати проводять і непровідніматеріали у вигляді порошку, гранул, дроту, стрічки та ін Але при цьому через контактз нагрітими частинами випарника, а також через випаровування матеріалу підігрівачаосаджуються менш чисті плівки. Так як форма випарника з непрямим нагрівом залежитьвід агрегатного стану, в якому знаходиться випаровує матеріал, то їх підрозділяютьна дротяні, стрічкові та тигельні.
Дротяні випарники.
А) Б) В)
Рис 2. Дротяний випарник непрямого нагріву а) з циліндричноюдротяної спіраллю I-відігнутий кінець спіралі.2 - циліндричнаспіраль, 3 - випаровує матеріал, б) з конічною дротяної спіраллю: 4 - затискструмопроводу, 5,7 - циліндричний теплової та обмежує екрани, 6 - конічнаспіраль, в) з паралельним розташуванням дротяних нагрівачів
Дротянівипарники застосовують для випаровування речовин, які змочують матеріал нагрівача.При цьому розплавлене речовина силами поверхневого натягу утримується у виглядікраплі дротовому нагрівачі. Дротяні випарники виготовляються V-XV-образноїформи, а також спіраль - і хвилеподібною.
Дротовийвипарник найпростішої конструкції (рис.2. а) використовують для нанесення плівок алюмінію,який добре змочує вольфрамовий дротяний нагрівач - циліндричну дротянуспіраль 2. Випаровуються речовин у вигляді скобочек 3 навішують на спіраль, якувідігнутими кінцями 1 вставляють в контактні затискачі. По мірі нагріву це речовинаплавиться і формується на дроті у вигляді крапель.
При поганій змочуваності испаряемого речовини, а також для випаровуваннянаважок у формі гранул або шматочків застосовують випарники у вигляді конічної дротяноїспіралі 6 (рис.2, 6), що закріплюється на затискачах 4 струмопроводу. Спіраль оточена циліндричнимтепловим екраном 5, а знизу розміщується обмежує екран 7.
Істотнимгідністю дротяних випарників є простота конструкції і можливістьмодифікації під конкретні технологічні умови. Крім того, вони добре компенсуютьрозширення і стиснення при нагріванні і охолодженні. Недолік - мала кількість испаряемогоза один процес матеріалу.
Стрічкові випарники.
Рис. 3. Стрічкові іспарігелі непрямого нагріву а) з поглибленняму вигляді півсфери, 6) човнового типу
Стрічковівипарники застосовуються для випаровування металів, погано утримуються на дротянихвипарниках, а також діелектриків і виготовляються з поглибленнями у вигляді півсфер,жолобків, коробочок або човників. Найбільш поширеними матеріалами для такихвипарників є фольга товщиною 0,1 - 0,3 мм з вольфраму, молібдену і танталу. Випарник з поглибленням у вигляді півсфери, призначений длявипаровування відносно малих кількостей речовини, показаний на рис.3. а. Випарникичовнового типу (рис.3, 6) призначені для випаровування стосовно великих кількостейречовини.
Випарники коробчатого типу.
РНС. 4. Випарник непрямого нагріву коробчатого типу I - коробочка, 2 - потік парів наносимого речовини, 3 - екран,4 - пари испаряемого речовини, 5 - випаровуються речовин
Якщодля металів завдяки їх високій теплопровідності випаровування у вакуумі є явищеповерхневе, то для таких неметалевих речовин поганої теплопровідності, якдіелектрики, існує велика ймовірність їх розбризкування при форсованомувипаровуванні. У цих випадках застосовують випарники коробчатого типу (рис.4), виконанізі стрічки товщиною 0,1 мм у вигляді коробочки 1, в яку засипають випаровуються речовин5. Зверху коробочка закривається одношаровим або двошаровим екраном 3 з отворами,через які проходять пари 4 наносимого матеріалу.
Тигельні випарники.
Рис. 5. Випарники прямого нагріву з тиглями з внутрішнім (а)і зовнішнім (б) спіральними нагрівачами 1 спіраль, 2 тигель
Тигельнівипарники використовують, як правило, для випаровування великих кількостей сипучих діелектричнихматеріалів. Тиглі виготовляють із тугоплавких металів, кварцу, графіту, а такожкерамічних матеріалів (нітриду бору, оксиду алюмінію корунду). Максимально допустиматемпература кварцу становить
1400 В° С,графіту 3000 В° С, оксиду алюмінію 1600 В° С. Два типи випарників з тиглями з керамікипоказані на рис.5 а, б. в випарнику першого типу нагрівач у вигляді плоскої улиткообразноспіралі 1 розташовується в порожнині керамічного тигля 2, куди насипається випаровуєтьсяматеріал. Такий випарник дозволяє випаровувати з високими швидкостями велика кількістьречовини. У випарнику другого типу нагрівач у вигляді конусоподібної спіралі I розташований із зовнішнього боку керамічноготигля 2.
При рівнійпотужності харчування першої випарник нагрівається до більш високої температури, ніждруги...
