Методы термического испарения

РЕФЕРАТ

по дисциплине: "ФХОТЭС"

на тему: "Методы термического испарения"

Оглавление

Метод термовакуумного напыления

Резистивное термическое испарение в вакууме

Обеспечение равномерности толщины пленки

Метод лазерного испарения

Достоинства и недостатки термического испарения

Многослойные системы

Метод термовакуумного напыления

Метод получения тонких пленок термическим вакуумным напылением является универсальным и наиболее освоенным методом. Рассмотрим схему процесса термического напыления (рис.1).

Рис 1 Схема процесса термического напыления

Схема термического напыления. Рабочая камера вакуумной установки представляет собой цилиндрический металлический или стеклянный колпак 1, который устанавливается на опорной плите 7. Между колпаком и плитой находится резиновая прокладка, обеспечивающая вакуумплотное соединение. Внутри рабочей камеры расположены: подложка 4, которая закрепляется на держателе 3, нагреватель подложки 2 испаритель 6 для нагрева напыляемых веществ. Между испарителем и подложкой устанавливается заслонка 5, позволяющая в нужный момент прекращать попадание испаряемого вещества на подложку. Рабочая камера откачивается вакуумным насосом. Остаточное давление под колпаком измеряется специальным прибором - вакуумметром. Давление измеряется в мм рт. ст.

Процесс термического напыления в вакууме разбивается на три этапа

1. Испарение вещества.

2 Распространение паров испаряемого вещества.

3. Конденсация паров испаряемого вещества на подложке и образование пленочной структуры.

Испарение вещества. Испарение вещества происходит при его нагревании. При нагревании вещества кинетическая энергия его атомов и молекул возрастает и становится достаточной для того, чтобы они оторвались от поверхности и распространились в окружающем пространстве. С повышением температуры энергия увеличивается и количество молекул, отрывающихся от поверхности, возрастает.

Твердые вещества обычно при нагревании расплавляются, а затем переходят в газообразное состояние. Некоторые вещества переходят в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Такой процесс называется сублимацией .

Температуру, при которой давление паров вещества над его поверхностью составляет 10^-2мм рт. ст ., называют температурой испарения вещества.

Скорость испарения вещества определяется количеством вещества, испаряемого с единицы площади в Iсек, и выражается формулой

(1)

где V_исп - скорость испарения, г/ (см² сек); р_s - давление насыщенного пара (10^-2мм рт. ст.); М - молекулярный вес испаряемого вещества, г/моль; Т - температура испарения вещества, К.

В табл.1 приведены значения температуры плавления, кипения и испарения, а также давления паров и скорости испарения некоторых материалов.

Формула (1) для определения скорости испарения справедлива для так называемого молекулярного режима

Таблица 1

Материал	обозначения	Температура плавления, 0 С	Температура кипения, 0 С	Давление паров при температуре плавления, мм рт. ст.	Температура испарения при давлении паров 10-2 мм рт. ст.	Скорость испарения 10-4 , г/ (см2 *сек)
Алюминий Медь Никель Олово Серебро Хром	А1 Сu Ni Sn Ag Cr	660 1083 1455 232 961 1900	2060 2590 2730 2400 2210 2200	1,2 10-6 3 10-4 4,4 10-3 0 1,7 10-3 6,4 10-4	996 1273 1510 1189 1047 1205	0,85 1,18 1,06 1,56 1,67 1,1

Конденсация паров на подложке и образование пленочной структуры

Конденсацией называется процесс перехода материала из газообразной фазы в твердую. При конденсации на подложке образуется пленка сконденсированного материала.

Конденсация пленкина подложке зависит от температуры подложки. Существует такая температура подложки, называемая критической Т_кр при превышении которой все атомы отражаются от подложки и пленка не образуется.

Исследования конденсации и роста пленки в начальный момент времени ее образования крайне важны, так как свойства пленки во многом определяются на этом этапе.

На процесс образования пленки влияет состояние поверхности подложки. Большое влияние оказывают также молекулы остаточных газов, которые нарушают условия конденсации и структуру образующейся пленки.

Молекулы остаточного газа находятся в беспорядочном тепловом движении и ударяются о любой участок поверхности, в том числе и о подложку. Степень загрязненности конденсируемой пленки определяется отношением числа молекул остаточного газа, ударяющихся о подложку, к числу молекул испаряемого вещества.

Молекулы ост

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать