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 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^{-2 мм} рт. ст., называют температурой испарения вещества.

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

 (1)

где V_исп - скорость испарения, г/ (см²сек); р_s - давление насыщенного пара (10^{-2 мм} 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