ТЕХНОЛОГИИ ВАКУУМНОГО НАПЫЛЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ТОНКИХ СЛОЁВ И ПЛЕНОК
Катодное распыление
Вакуумные системы и их элементы
Элементы вакуумных систем
Конструкция и принцип работы базовой лабораторной установки вакуумного напыления
Модернизация электрической схемы установки вакуумного
Обеспечение поддержания постоянной температуры подложки
Конструкция механизма поворота заслонки
Информационный этап
Затраты на подготовку и освоение новых видов изделий
ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Электробезопасность
Находим сопротивление группового заземлителя
Навигация
ТЕХНОЛОГИИ ВАКУУМНОГО НАПЫЛЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ТОНКИХ СЛОЁВ И ПЛЕНОК
Усовершенствование блока управления и конструкции реактора установки вакуумного напыления
81097
знаков
16
таблиц
15
изображений
1. ТЕХНОЛОГИИ ВАКУУМНОГО НАПЫЛЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ТОНКИХ СЛОЁВ И ПЛЕНОК
В настоящей главе приведен краткий обзор технологий получения пленочных структур на основе вакуумной техники, наиболее часто использующихся при производстве изделий электронной техники. Рассмотрены принципы построения вакуумных систем и их элементы. Более подробно описан метод и оборудование для нанесения тонких пленок в вакууме методом термического испарения.
1.1. Физические основы нанесения тонких пленок в вакууме
В технологии получения тонких пленок вакуумными методами различают три этапа:
1) испарение вещества с целью получения пара-атомарного потока;
2) перенос пара в вакуумном пространстве;
3) конденсация пара на подложке и образование пленочной структуры.
В тонкопленочной технологии для нанесения тонких пленок наибольшее применение нашли следующие методы: термическое вакуумное напыление, катодное распыление, ионно-плазменное напыление.[3.стр. 37]
1.1.1. Термическое вакуумное напыление
Сущность данного метода заключается в нагреве вещества в вакууме до температуры, при которой возрастающая с нагревом кинетическая энергия атомов и молекул вещества становится достаточной для их отрыва от поверхности и распространения в окружающем пространстве. Это происходит при такой температуре, при которой давление собственных паров вещества превышает на несколько порядков давление остаточных газов. При этом атомарный поток распространяется прямолинейно и при столкновении с поверхностью испаряемые атомы и молекулы конденсируются на ней. При испарении в замкнутой системе между испарившимися и конденсируемыми частицами устанавливается динамическое равновесие, которому соответствует равновесное давление паров (насыщенный пар). Давление насыщенного пара зависит только от температуры:
p = BT-1/2exp(-C/T) , (1.1)
где В и С - постоянные коэффициенты, значения которых различны для разных материалов.
Температуру, при которой давление паров вещества над его поверхностью составляет 1,33 Па, называют температурой испарения вещества.
Скорость испарения вещества vисп определяется количеством частиц, покидающих в единицу времени единицу поверхности испаряемого вещества. При молекулярном режиме испарения, когда давление остаточных газов мало (менее 10-2 Па), скорость испарения зависит от давления насыщенного пара и температуры испарения. Исходя из кинетической теории газов, скорость vисп определяют таким образом. Количество частиц v, испаряющихся за 1 с с единичной поверхности твердого или жидкого тела в вакууме,
=
nv (1.2)
где n - концентрация молекул; v - скорость молекул.
Молекулы газа, обладая кинетической энергией mv2/2, при ударении о стенку сосуда создают давление
p = 
n
(1.3)
В условиях динамического равновесия давление молекул во всем объеме вакуумного пространства остается постоянным и определяется, согласно (1), температурой испарения. От температуры испарения зависит и средняя кинетическая энергия молекул газа:
(1.4)
На основании (3) и (4) связь концентрации молекул с давлением газа определяется выражением
n = p/(kT) (1.5)
Поскольку молекулы в вакуумном пространстве перемещаются со среднеквадратичной скоростью 
= 
, выражение (2) с учетом (5) записывают в виде
(1.6)
Чтобы выразить значение скорости испарения в единицах массы, выражение (6) следует умножить на массу одной молекулы. Тогда
(1.7)
где М - молекулярный вес вещества; А0 - число Авогадро.
Согласно кинетической теории газов, средняя длина свободного пробега 
определяется среднеарифметической скоростью v и числом столкновений молекулы 
с другими молекулами в 1 с:
= v/z = 
(1.8)
или с учетом (5)
= 
(1.9)
где 
- эффективный диаметр молекулы газа (=3,7 
10-10 м).
Из выражения (9) следует, что значение зависит от степени вакуума (при p = 1,33 Па = 4,7 мм, при p = 1,33 10-2 Па = 47 см). Это обусловливает конструктивные параметры рабочей камеры при получении молекулярного (атомарного) потока. В частности, расстояние подложки от испарителя должно быть всегда меньше .
После столкновения атомов паровой фазы с подложкой могут происходить три явления: адсорбция, приводящая к окончательному оседанию атома, адсорбция, приводящая к реиспарению через некоторое время, отражение сразу после столкновения. Отражение обычно имеет небольшую вероятность. Вероятность реиспарения в единицу времени
(1.10)
где f - частота колебаний адсорбированного атома; 
Еа - энергия активации адсорбции или энергия связи адсорбированного атома с поверхностью; Тп - температура подложки.
Как видно из (10), для уменьшения реиспарения необходимо, чтобы Еа » kTп , что достигается определенным значением температуры подложки.
[3.стр. 64]
Похожие работы
... вующих систем автоматизированного проектирования подтвердил отсутствие разработок по автоматизации схемотехнического и функци- онального проектирования объектов класса ВКА. . - 41 - 2. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ВАКУУМНОЙ КОММУТАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ 2.1. Системная модель ВКА при функциональном и схемотехни- ческом проектировании. Анализ существующих конструкций ВКА ...
... что образование на тыльной стороне p – n перехода существенно ухудшает электрофизические параметры СЭ. ВЫВОДЫ Одним из наиболее перспективных методов диффузионного легирования кремния для производства кремниевых солнечных элементов является диффузия из поверхностного источника. Особенностью этого метода является то, что создание слоя примесносиликатного стекла, из которого будет идти диффузия ...
... пород. 4. возможность использования в рецептуре композита вторичных сырьевых материалов (отходов потребления полимерной химии и деревопереработки) без ухудшения качества композита. 5. разработка двух технологических схем производства микрокомпозита (экструдер-режущее устройство-сушка-упаковка) и нанокомпозита (виброакустическая мельница – экструдер-режущее устройство). 5. Расчетно- ...
... они брали ту самую "чистую" медь, почему соединили ее именно с оловом, а не с каким-нибудь другим металлом, в каких месторождениях встречается в природе медь, в каких именно химических соединениях, где эти месторождения расположены и насколько легко было древним людям ее вырабатывать и переплавлять? Очень странно, что кабинетные историки совершенно не утруждают себя подобными вопросами. А, ведь, ...
0 комментариев