Конспект лекций (1072518), страница 7
Текст из файла (страница 7)
В качестве примера влияния чистоты технологической среды на показатели качества тонких пленок можно привести зависимость изменения удельного сопротивления резистивных покрытий с (Рис.16 а) и диэлектрической проницаемости изоляционных пленок (Рис.16 б) от коэффициента загрязнения .
Еще одним универсальным показателем качества тонкопленочных покрытий является неравномерность толщины пленки, которая возникает в результате косинусоидального распределения потока испаряемого или распыляемого материала по направлениям (Рис.17):
dqи ()= qи.Cos. d /,
где qи - масса испаренного или распыленного вещества, кг; - угол испарения; - телесный угол испарения. Элементарный участок, на который осаждается тонкая пленка, равен
dA0= r 2. d / Cos ,
где r - расстояние от источника испарения или распыления до элементарной площадки; - угол конденсации.
Закон Кнудсена записывается в следующем виде:
.
Согласно закону Кнудсена скорость осаждения равна
, кг/(м2.с).
Количество испаряемых или распыляемых атомов или молекул осаждающихся на единицу поверхности в единицу времени равно
, атом/(м2.с).
Толщину пленки в произвольной точке подложки (Рис.18) можно рассчитать по формуле
, м,
где l –расстояние от источника до подложки при =0.
Неравномерность толщины пленки при точечном испарителе (площадь испарителя пренебрежимо мала) характеризуется отношением толщины пленки h в точке к максимальной толщине пленки h0 (Рис.18 а, б):
.
При испарителе с радиусом rи (Рис.18 в) толщину пленки в точке можно рассчитать по следующей формуле:
,
где = 0 - 2.
Перспективы элионных технологий
Благодаря возможности варьирования в широких пределах параметрами электронных и ионных пучков, газоразрядной плазмы, а, следовательно, и видом воздействия на обрабатываемые материалы (Табл.9) электронные технологии имеют широчайший спектр применения для производства и исследований, проведение их в вакууме создает предпосылки для обеспечения сверхчистой технологической среды и экологической чистоты. Так, только в машиностроении основными областями их применения являются:
- «механическая обработка» для получения микроотверстий фильер, фильтров, сит, деталей сложной конфигурации;
- «термическая обработка», с помощью которой можно осуществлять отжиг и упрочнение деталей, сварку, плавление и испарение;
- «нанесение покрытий» и «модификация поверхностей» для повышения износостойкости, твердости, усталостной прочности и коррозионной стойкости;
- «метрологическое обеспечение», заключающееся в измерении с высокой точностью линейных размеров деталей, проведении структурного и химического анализа материалов.
9. Основные режимы электронной, ионной и плазменной обработки
| Энергия частиц, кэВ | Удельная мощность, Вт/см2 | Вид инструмента | Воздействие на поверхность | Применение |
| 10-4 – 10-2 | 10-3 - 104 | Атомы, ионы, молекулы | Осаждение | Нанесение пленок |
| 0,1 – 1,0 | 10-2 – 10-1 | Ионы, плазма | Отражение | Очистка |
| 1,0 – 5,0 | 10-1 – 1,0 | Ионы | Распыление | Травление, нанесение пленок |
| 2,0 – 10 | - | Электроны | Проникновение | Контроль химического состава |
| 5 – 15 | - | Ионы | Распыление | Контроль химического состава |
| 10 – 175 | 10-1 – 50 | Электроны | Проникновение | Плавление, испарение, сварка |
| 20 – 100 | 10-2 – 10-1 | Ионы | Проникновение | Литография |
| 20 – 150 | 5.10-3 – 10-1 | Электроны | Проникновение | Резка |
| 20 – 250 | 10-2 – 10-1 | Электроны | Отражение, проникновение | Контроль размеров и структуры |
| 20 – 5000 | 10 - 102 | Электроны | Проникновение | Литография |
| 30 – 1000 | 10-2 – 5.103 | Ионы | Проникновение | Имплантация |
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
