Вакуумды булану жабынының принципі
1、Вакуумды булану жабынының жабдықтары мен физикалық процесі
Вакуумды булану жабыны негізінен вакуумдық камерадан және эвакуация жүйесінен тұрады.Вакуумдық камераның ішінде булану көзі (яғни булану қыздырғышы), субстрат пен негіздің жақтауы, астар қыздырғышы, сору жүйесі және т.б.
Қаптау материалы вакуумдық камераның булану көзіне орналастырылады, ал жоғары вакуум жағдайында ол булану үшін булану көзімен қызады.Бу молекулаларының орташа бос диапазоны вакуумдық камераның сызықтық өлшемінен үлкен болған кезде, булану көзінің бетінен қабықша буының атомдары мен молекулалары басқа молекулалардың немесе атомдардың соқтығысуы сирек кедергіге ұшырағаннан кейін, және қапталатын субстраттың бетіне тікелей жетеді.Субстраттың төмен температурасына байланысты пленка буының бөлшектері оның үстінде конденсацияланып, пленка түзеді.
Булану молекулалары мен субстраттың адгезиясын жақсарту үшін субстратты дұрыс қыздыру немесе ионды тазалау арқылы белсендіруге болады.Вакуумды булану жабыны материалдың булануы, тасымалдаудан пленкаға тұндыруға дейінгі келесі физикалық процестерден өтеді.
(1) Энергияның басқа түрлерін жылу энергиясына түрлендірудің әртүрлі әдістерін қолдана отырып, пленка материалы белгілі бір энергия мөлшерімен (0,1 - 0,3 эВ) газ тәрізді бөлшектерге (атомдарға, молекулаларға немесе атомдық кластерлерге) булану немесе сублимациялау үшін қыздырылады.
(2) Газ тәріздес бөлшектер пленка бетінен шығып, субстрат бетіне белгілі бір қозғалыс жылдамдығымен, негізінен соқтығыспай, түзу сызықпен тасымалданады.
(3) Субстраттың бетіне жеткен газ тәрізді бөлшектер біріктіріліп, ядроланады, содан кейін қатты фазалық пленкаға айналады.
(4) Пленканы құрайтын атомдардың қайта ұйымдастырылуы немесе химиялық байланысы.
2、Булану арқылы қыздыру
(1) Қарсылық қыздыру булануы
Резистентті қыздыру булану ең қарапайым және жиі қолданылатын қыздыру әдісі болып табылады, әдетте балқу температурасы 1500℃-ден төмен жабын материалдарына, сым немесе парақ пішініндегі жоғары балқу температурасы металдарға (W, Mo, Ti, Ta, бор нитриді және т.б.) қолданылады. әдетте буландыру материалдарымен жүктелген, электр тогының Джоуль жылуы арқылы жалататын материалды балқыту, булану немесе сублимациялау үшін қолайлы булану көзінің пішінін жасайды, булану көзінің пішіні негізінен көп тізбекті спиральды, U-тәрізді, синусты толқынды қамтиды. , жұқа табақ, қайық, конустық себет және т.б. Бұл әдіс булану бастапқы материалдың балқу температурасының жоғары болуын, қаныққан бу қысымының төмен болуын, тұрақты химиялық қасиеттердің болуын, жабын материалымен жоғары температурада химиялық реакцияның болмауын, жақсы ыстыққа төзімділік, қуат тығыздығының шамалы өзгеруі және т.б.. Ол булану көзі арқылы жоғары токты қабылдайды, оны қыздырып, пленка материалын тікелей қыздыру арқылы буландырады немесе пленка материалын графиттен және белгілі бір жоғары температураға төзімді тигельге салады. металл оксидтері (мысалы, A202, B0) және булану үшін жанама қыздыруға арналған басқа материалдар.
Қарсылық қыздыру булану жабынының шектеулері бар: отқа төзімді металдарда жұқа пленка жасау қиын болатын төмен бу қысымы бар;кейбір элементтер жылыту сымымен қорытпаны қалыптастыру оңай;қорытпа пленкасының біркелкі құрамын алу оңай емес.Қарсылықты қыздыру булану әдісінің қарапайым құрылымы, төмен бағасы және оңай жұмыс істеуі арқасында булану әдісі өте кең таралған.
(2) Электрондық сәуленің қыздыру булануы
Электрондық сәуленің булануы - сумен салқындатылған мыс тигельге салу арқылы жабын материалын жоғары энергиялық тығыздықтағы электронды сәулемен бомбалау арқылы булану әдісі.Булану көзі электронды эмиссия көзінен, электронды үдеткіш қуат көзінен, тигельден (әдетте мыс тигель) , магнит өрісі катушкасынан және салқындатқыш су жинағынан және т.б. тұрады. Бұл құрылғыда қыздырылған материал суға орналастырылады. -салқындатылған тигель, ал электрон сәулесі материалдың өте аз ғана бөлігін бомбалайды, ал қалған материалдың көпшілігі тигельдің бомбаланған бөлігі ретінде қарастырылуы мүмкін тигельдің салқындату әсерінен өте төмен температурада қалады.Осылайша, булану үшін электронды сәулелік қыздыру әдісі жабын материалы мен булану бастапқы материалы арасындағы ластануды болдырмас еді.
Электрондық сәуленің булану көзінің құрылымы бойынша үш түрге бөлуге болады: түзу зеңбіректер (Боуле зеңбіректері), сақиналы пушкалар (электрлік ауытқуы бар) және электронды пушкалар (магниттік ауытқулар).Бір немесе бірнеше тигельді булану қондырғысына қоюға болады, олар бір уақытта немесе бөлек көптеген әртүрлі заттарды буландырып, тұндырады.
Электрондық сәуленің булану көздерінің келесі артықшылықтары бар.
①Электрондық сәулелік бомбалау булану көзінің жоғары сәулелік тығыздығы W, Mo, Al2O3 және т.
②Қаптау материалы сумен салқындатылатын мыс тигельге салынады, бұл булану бастапқы материалының булануын және олардың арасындағы реакцияны болдырмайды.
③Жылуды жабу материалының бетіне тікелей қосуға болады, бұл жылу тиімділігін жоғары етеді және жылу өткізгіштігі мен жылу сәулеленуін жоғалтады.
Электрондық сәулелік қыздыру булану әдісінің кемшілігі - электронды пистолеттен шыққан бастапқы электрондар және жабын материалының бетінен екінші реттік электрондар булану атомдары мен қалдық газ молекулаларын ионизациялайды, бұл кейде пленка сапасына әсер етеді.
(3) Жоғары жиілікті индукциялық қыздыру булануы
Жоғары жиілікті индукциялық қыздыру булануы - бұл жабын материалы жоғары жиілікті электромагниттік өрістің индукциясы кезінде күшті құйынды ток пен гистерезис әсерін тудыратындай етіп, жабын материалы бар тигельді жоғары жиілікті спиральды катушканың ортасына қою. буланып, буланғанша қыздыру үшін пленка қабаты.Булану көзі негізінен сумен салқындатылатын жоғары жиілікті катушка мен графит немесе керамикалық (магний оксиді, алюминий оксиді, бор оксиді және т.б.) тигельден тұрады.Жоғары жиілікті электрмен жабдықтауда он мыңнан бірнеше жүз мың Гц жиілік пайдаланылады, кіріс қуаты бірнеше жүзден бірнеше жүз киловаттқа дейін, мембраналық материалдың көлемі неғұрлым аз болса, индукция жиілігі соғұрлым жоғары болады.Индукциялық катушкалар жиілігі әдетте сумен салқындатылған мыс түтіктен жасалған.
Жоғары жиілікті индукциялық қыздыру булану әдісінің кемшілігі - кіріс қуатын дәл реттеу оңай емес, оның келесі артықшылықтары бар.
①Жоғары булану жылдамдығы
②Булану көзінің температурасы біркелкі және тұрақты, сондықтан жабын тамшылары шашырау құбылысын тудыру оңай емес, сонымен қатар тұндырылған пленкадағы түйреуіштер құбылысын болдырмауға болады.
③Булану көзі бір рет жүктеледі және температура салыстырмалы түрде оңай және оңай басқарылады.
Хабарлама уақыты: 28 қазан 2022 ж