Физико-химические основы термовакуумного испарения и осаждения материалов

РЕФЕРАТ

по ФХОТЭС

«Физико-химические основы термовакуумного испарения и осаждения материалов»

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Нанесение пленок в вакууме

2. Метод термического испарения

3. Степени вакуума

4. Средняя длина свободного пути молекул

5. Влияние вакуума на процесс нанесения пленок

6. Вакуумные системы

6.1 Общие сведения

6.2 Средства получения вакуума

6.3 Средства измерения вакуума

Заключение

Литература

Введение

Широкое применение в радиоэлектронике получили тонкие металлические, полупроводниковые и диэлектрические пленки, выращиваемые на неориентирующих и ориентирующих подложках.

Основными методами получения пленок на не ориентирующих является вакуумное испарение, ионное распыление и химическое осаждение.[1]

Технология нанесение тонких пленок и создание вакуума в рабочих камерах установок базируются на молекулярно-кинетической теории строения вещества.

Вещества в природе состоят из мельчайших частиц – молекул, которые могут существовать самостоятельно и обладают всеми свойствами данного вещества.

Наблюдения за поведением любого вещества показали, что его молекулы находятся в постоянном беспорядочном движении независимо от того, в каком находится состоянии вещество: жидком, твердом или газообразном. Это движение обусловлено внутренней кинетической энергией вещества, которая связана с его температурой. Поэтому беспорядочное движение, в котором находятся молекулы, называют тепловым, а теорию, изучающую тепловое движение молекул, – кинетической теории материи.

Если твердое подвергнуть нагреву, то при некоторой температуре оно начнет размельчаться и превращаться в жидкость. При дальнейшем нагревании жидкость начинает испаряться, превращаясь в пар, т.е. переходит в газообразное состояние.

Разреженное состояние газа, т.е. состояние, при котором давление газа в некотором замкнутом герметичном объеме ниже атмосферного, называют вакуумом.[2]

1. Нанесение пленок в вакууме

Процесс нанесения тонких пленок в вакууме состоит в создании потока частиц, направленного в сторону обрабатываемой подложки, и последующей их конденсации с образованием тонкопленочных слоев на покрываемой поверхности.

Таким образом, при нанесении тонких пленок одновременно протекают три основных процесса: генерация направленного потока частиц, осаждаемого вещества; пролет частиц в разряженном (вакуумном) пространстве от их источника к обрабатываемой поверхности; осаждение (конденсация) частиц на поверхности с образованием тонкопленочных слоев.

В соответствии с этим вакуумные установки для нанесения тонких пленок, несмотря на многообразие их назначения и конструктивного оформления, состоят из следующих основных элементов: источника генерации потока частиц осаждаемого материала; вакуумной системы, обеспечивающей требуемые условия для проведения технологического процесса; транспортно позиционирующих устройств, обеспечивающих ввод подложек в зону нанесения пленок и ориентирования обрабатываемых поверхностей относительно потока частиц наносимого материала.

Процесс нанесения тонких пленок в вакууме состоит из следующих операций:

- установки и закреплении подлежащих обработке подложек на подложкодержателе при поднятом колпаке;

- закрытии (герметизации) рабочей камеры и откачки ее до требуемого вакуума;

- включении источника, создающего атомарный (молекулярный) поток осаждаемого вещества;

-нанесении пленки определенной толщины при постоянно работающих источнике потока частиц и вакуумной системе;

- выключении источника потока частиц, охлаждении подложек и напуске воздуха в рабочую камеру до атмосферного давления;

- подъеме колпака и съеме обработанных подложек с подложкодержателя.

2. Метод термического испарения

Основан на нагреве веществ в специальных испарителях до температуры, при которой начинается заметный процесс испарения, и последующей конденсации паров вещества в виде тонких пленок на обрабатываемых поверхностях, расположенных на некотором расстоянии от испарителя. Важным фактором, определяющим эксплуатационные особенности и конструкцию установок термического испарения, является способ нагрева испаряемых материалов: резистивный (омический) или электронно-лучевой.

3.Степени вакуума

Вакуум – это состояние разряженного газа, которому соответствует область давления ниже 10⁵ Па, т.е. ниже атмосферного давления. В зависимости от степени разрежения, различают низкий, средний, высокий и сверхвысокий вакуум. Области давления газов, соответствующие различному вакууму, показаны в таблице 1.[3]

Таблица 1.

Вакуум	низкий	средний	высокий	сверхвысокий
p, Па	105 -102	102 -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. Средняя длина свободного пути молекул

Согласно молекулярно-кинетической теории, все молекулы (атомы) газов находятся в постоянном беспорядочном тепловом

Внимание, отключите Adblock

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

Скачать