В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Примеры применения сверхвысокого вакуума
Примеры применения сверхвысокого вакуума - Технология тонких пленок
В целом о вакууме и вакуумных системах - Особенности вакуумных систем
Оглавление
Примеры применения сверхвысокого вакуума
Методы исследования поверхностей
Технология тонких пленок
Технология полупроводников
Другие области применения
Все страницы

В последнее время различные методы осаждения тонких пленок, обеспечивающие получение поверхностей с заданными физическими, химическими и электрическими свойствами, нашли широкое применение, особенно в оптике и электронике. С помощью этих методов могут быть получены в строго контролируемых условиях сверхтонкие слои очень чистых соединений практически любого состава как на кристаллических, так и на аморфных подложках. Некоторые из методов осаждения тонких пленок могут быть осуществлены только в условиях вакуума, другие — при давлении порядка 10-100 Па с использованием тлеющего разряда (так называемые методы ионного распыления). Однако вне зависимости от применяемого метода осаждения весьма важной является степень чистоты подложки, а также отсутствие любых нежелательных реакций между молекулами в газовой фазе и формирующейся пленкой. Поэтому во многих случаях фоновое давление остаточных газов должно соответствовать сверхвысокому вакууму.

Наиболее широко распространенным методом осаждения является вакуумное испарение, в котором нагрев испаряемого материала достигается прямым (термическим) или косвенным (бомбардировкой потоком электронов) методом. Для большинства этих методов требуется фоновое давление, не превышающее 10-4 Па.

Однако присутствие паров органических веществ, способных взаимодействовать в газовой фазе с испаряемым материалом даже при общем давлении 10~4 Па, может приводить к образованию дефектов или к невоспроизводимым магнитным, оптическим или электрическим характеристикам пленки. Так, установлено, что получение воспроизводимых сверхпроводящих пленок олова возможно только при давлении ниже 10-7 Па и в условиях отсутствия паров масла в системе. Аналогичные проблемы могут вызывать загрязняющие примеси в остаточном газе и при получении тонких пленок в тлеющем разряде.

В большинстве этих методов для напыления материала на подложку используется аргон, но иногда к инертному газу добавляют реакционно-способный газ, который, взаимодействуя с распыляемым материалом, приводит к образованию тонких пленок различных соединений (так называемое реактивное ионное распыление).

Наиболее часто для получения тонких пленок используются вакуумные системы на основе диффузионного и ротационного насосов с включением соответствующей ловушки для обеспечения минимального обратного потока рабочей жидкости. Однако в некоторых случаях, когда к установке предъявляются более строгие требования, диффузионный насос заменяется крионасосом. Некоторые фирмы выпускают крионасосы, обеспечивающие получение вакуума без каких-либо органических загрязнений.

Другим преимуществом крионасоса является высокая скорость откачки, позволяющая откачивать систему до предельного давления за 10—15 мин. Типичная установка такого рода представлена на рис. 7.11. Эта установка предназначена, главным образом, для нанесения пленок методами вакуумного испарения, но ее система криоот-качки позволяет откачивать значительные потоки аргона, используемого в методах ионного распыления, правда, ценой частых регенераций насоса. Поэтому в технологических установках для ионного распыления, когда необходимо отсутствие паров органических веществ, рациональнее использовать турбомолекулярный насос.

 

 

 

Рис. 7.11. Схема откачиваемой крионасосом вакуумной установки VE-7761 для нанесения различных пленок. 1—планетарное устройство для крепления подложек, 2 — 4-кВ кварцевая лампа и датчик температуры; 3— окно с зеркалом для визуального наблюдения; 4 — ионизационный вакуумметр; 5 — крионасос со скоростью откачки по воздуху 1500 л/с; 6 — форвакуумная ловушка; 7 — вакуумметр Пнрани; 8 — Плита (нержавеющая сталь); 9 — два катода (на 2 кВА и на 5 кВА); 10— охлаждаемый водой колокол ; V1-V3 — клапаны.

 Используемые в методе реактивного ионного распыления реакционноспособные газы могут взаимодействовать с маслом ротационного насоса, вызывая нежелательные эффекты. Это особенно важно для установок плазменного травления, в которых применяются галогенуглероды, такие, как CCl4 и CF4. Для уменьшения вредного воздействия активных газов вместо минеральных масел применяют синтетические масла на основе перфторполиэфира.

Также полезно при использовании ротационного газобалластного насоса вместо воздуха применять осушенный азот. Для того чтобы уменьшить выброс в атмосферу вредных газов, а также увеличить время эксплуатации ротационного насоса между циклами замены масла, в форвакуумной линии обычно устанавливают несколько специальных фильтров, способных поглощать вредные газы.




 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

   

 

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 26 гостей на сайте

Нов боков адс адаптивный

=
Рейтинг@Mail.ru