Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Вакуумные установки термического напыления

 

Классифицируются:

- по величине предельного вакуума (высоковакуумные и сверхвысоковакуумные);

- по числу операций осаждения пленок за один вакуумный цикл (однооперационные и многооперационные);

- по типу испарителя и другим конструктивным особенностям.

Установки серии УВН.

1) Однооперационная установка УВН-2М-2

- предельное разряжение, Па - 1,3∙10-4

- время достижения Рпред – 90 мин

- максимальная температура испарителя 1500°С

- мощность испарителей - 2 кВт (5шт)

- температурный диапазон нагрева подложек 100 - 400°С

- частота вращения карусели – 50-150 об/мин

- количество позиций подложек и масок – 8 шт.

- имеется ионная отчистка подложек

- вакуум создается форвакуумным механическим насосом ВНМ-7Г и паромасляным насосом Н-2Т

- масса 700 кг

2) УВН-2М-1- многооперационная

- дополнительно имеет еще 1 электролучевой испаритель

- 2 карусели по 6 позиций каждая

3) УВН-2М-3

- 2 электронно - лучевых испарителя

- максимальная температура испарителя 3000°С

Преимущества метода термического напыления:

- простота и универсальность метода - практически для всех элементарных материалов и ряда соединений;

- из-за относительно высокого вакуума (10-6-10-9 мм.рт.ст) можно получать пленки практически не загрязненные остаточными газами.

Недостатки метода:

- неоднородный химический состав пленок;

- недостаточная стабильность характеристик пленок.

 

Катодное вакуумное распыление (диодное)

 

Основано на явлении разрушения катода при бомбардировке его ионизированными молекулами разряженного газа. Атомы с поверхности катода осаждаются на приемной поверхности (подложке). Катодом является материал, предназначенный для распыления. Подложка располагается на аноде.

 

После откачки воздуха в камеру напускается рабочий газ. (Ar, N2 до Р=10-1-10-2 мм.рт.ст.) Затем между анодом и катодом подается разность потенциалов ≈ несколько кV, которая вызывает пробой газового промежутка. Форма заряда зависит от давления рабочего газа, длины разрядного промежутка, геометрии электродов, ΔU, плотности разрядного тока (при малых плотностях I- возникает тлеющий разряд). Тлеющий разряд имеет характерное распределение разности потенциалов между анодом и катодом.

Наиболее важной с точки зрения физики разряда является область темного катодного пространства. Процесс ионизации в этой области является определяющим для поддержания разряда. Так приближение анода к границе этой области прекращает разряд. Почти все приложенное ΔU падает в области темнового катодного пространства. Ионы ускоряются и ударяются в катод. Ширина темнового катодного пространства Δd ~ 1/Р газа. Δd×Р →const для конкретного газа. Энергия ионов зависит от Δd и ΔU в этом пространстве. Бомбардировка катода ионами вызывает катодное распыление и эмиссию электронов (они нужны для поддержания разряда).

Эффективность катодного распыления характеризуется коэффициентом катодного распыления, который равен числу распыляемых атомов под действием 1-го иона.

Если разрядное напряжение (пробивное) близко к начальному, то такой разряд называется нормальным тлеющим. При увеличении разрядного тока вся поверхность катода начинает светиться. Разряд называется в этом случае аномальным тлеющим (коэффициент катодного распыления резко возрастает).

Процесс катодного распыления лучше всего объясняется импульсной теорией Вернера (ионы, ударяющие в катод, сообщают им энергию, достаточную для отрыва поверхностных атомов).

Оптимальным давлением рабочего газа является 10-2- 10-1 мм.рт.ст. При Р > или < этих значений скорость катодного распыления уменьшается. Оптимальным является расстояние от подложки до катода, вдвое больше Dj. Оптимизация процесса катодного распыления связана с выбором давления, приложенной разности потенциалов, расстоянием от подложки до катода.

Различают физическое и реактивное катодное распыление.

Физическое - распыление проходит без химических реакций (состав пленки и катода одинаков).

Реактивное – расширяет возможности метода. В рабочую камеру вводят какой – либо газ, с молекулами которого распыляемое вещество образует химическое соединение. При получении окислов тугоплавленных металлов распыление проводят в смеси Ar и O2; нитридов – Ar и N2; карбидов – Ar и CO. Изменяя парциальное давление реактивного газа можно изменять состав и свойства пленок (пленки тантала получают с добавлением нитридов или оксидов, что улучшает их резистивные свойства). Установка напыления: УВН-62П-1.

 

Преимущества метода катодного распыления: лучше адгезия пленок при термическом напылении, т.к энергия атомов больше и они удаляют с подложки примеси, а окисный слой на подложке образуется легче.

- можно получать пленки тугоплавких металлов и их окислов.

- пленки по составу мало отличаются от распыляемых материалов.

Недостатки метода: контроль и управление методом достаточно сложное.

- пленки по составу более «грязные» из-за содержания в них остаточных газов.

 

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:272

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







...

 

2012-2017 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.