ФХОМНТ_Журнал_катод_распыление (1245601), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Считаем
1/λ = [ 1/нм ]
λ = [ нм ]
-
Определение Процента распыленного материала П, достигающего подложки
где D – расстояние мишень – подложка, см; Считать, что разряд происходит в атмосфере аргона и расстояние D равно 4r, где r – радиус мишени согласно варианту задания; λ – длина свободного пробега распыленных атомов, см; М1 – масса атома инертного газа; М2 – масса распыленного атома. Обратите внимание, что в данную формулу D подставляется в см, а λ в нм.
П= %
выражение для скорости осаждения
V0 = Vp ∙ П/100
Vp выбирается согласно варианту и считается V0
V0 = [ нм/с ]
-
Расчет плотности мощности передаваемой нижнему основанию мишени
Считать, что температура рабочей поверхности мишени 600 К, температура окружающей среды 300 К, толщина мишени 3мм. λ - выбирается согласно варианту, ΔT равна разности температур нагрева мишени и окружающей среды.
wтепл = [ вт/м2 ]
Где H толщина мишени в [м]; λ коэффициент теплопроводности материала мишени.
Расчет плотности мощности передачи тепла от основания мишени к жидкости
α – коэффициент теплоотдачи (для текущей воды α = 350+2100 v1/2 Вт/(м2∙K), v – скорость течения воды);
α = [ Вт/(м2К) ]
wжидк = [ вт/м2 ]
Для того, чтобы мишень не перегревалась необходимо выполнение
условия wжидк ≥ wтепл.
Сделать численное сравнение wжидк и wтепл. Если wжидк < wтепл, дать в выводах рекомендации по устранению перегрева мишени.
4. Построить график зависимости wжидк от v.
Диапазон изменения v взять от 0 до 1 м/с. На графике также провести прямую wтепл. В приложении №3 представлен качественный вид возможного варианта графика. График допускается строить вручную или предпочтительно с применением вычислительной техники и последующим вклеиванием распечатанного графика или вставкой листа.
В случае пересечения линий wжидк и wтепл отметить точку пересечения и дать комментарии касательно теплового режима слева и справа от точки пересечения. В случае отсутсвия пересечения сделать вывод о тепловом режиме мишени.
Место для графика
| 5. Сформулируйте выводы по работе |
| _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ |
Контрольные вопросы
-
Какое значение вакуума ( мм. рт. ст.) считается технологическим?
-
На какие две группы разделяют вакуумные насосы в зависимости от начального давления?
-
Что является основной характеристикой вакуумного насоса?
-
За счет чего работают форвакуумные адсорбционные насосы?
-
За счет чего работают механические форвакуумные насосы?
-
На каком принципе основана работа турбомолекулярных высоковакуумных насосов?
-
На каком принципе работают пароструйные (диффузионные) высоковакуумные насосы?
-
Из каких основных частей состоит вакуумная технологическая установка?
-
Что понимается под катодным распылением?
-
В чем заключаются преимущества катодного распыления?
-
В чем заключаются недостатки катодного распыления?
-
Что является основным элементом распылительного устройства?
-
Чем является или где крепится мишень?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
-
Андреев В.В., Столяров А.А. Физические основы наноинженерии. - М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана. 2011.
-
Томилин В.И. Физико-химические основы технологии электронных средств: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В. И. Томилин. – М.: Издательский центр «Академия», 2010.− 416 с.
-
Смирнов, В.И. Физико-химические основы технологии электронных средств: учебное пособие / В. И. Смирнов. − Ульяновск: УлГТУ, 2005.− 112 с.
-
Физические величины: Справочник/ А.П.Бабичев, Н.А.Бабушкина, А.М.Братковский и др.; Под ред. И.С.Григорьева, Е.З.Мейлихова. –М.: Энергоатомиздат, 1991.–1232 с.
-
Ивановский Г.Ф., Петров В.И.Ионно–плазменная обработка материалов. –М.: Радио исвязь, 1986. –232 с.
-
Данилин Б.С. Применение низкотемпературной плазмы для нанесения тонких пленок. –М.: Энергоатомиздат, 1989. –328 с.
-
Юдин В.В. Коэффициент распыления изотропных мишеней//Электронная техника. Сер. 2. 1984. Вып. 6(172). С. 3 –16.
-
Попов В.Ф., Горин Ю.Н. Процессы и установки электронно-ионной технологии. –М.: Высшая школа, 1988. –255 с.
-
Фундаментальные и прикладные аспекты распыления твердых тел. –М.: Мир, 1989. -349 с.
Приложение №1
Исходные данные для расчета скорости осаждения при катодном распылении
| Nвар | Радиус мишени r, мм | Давление газа Р, мм рт.ст. | Элемент | Эффективный радиус атома мишени, нм | Атомная масса, М2 | Скорость распыления Vp, нм/с |
| 1 | 50 | 1∙10-3 | Be | 0,113 | 9,01 | 1129 |
| 2 | 60 | 2∙10-3 | Mg | 0,160 | 24,3 | 419 |
| 3 | 70 | 3∙10-3 | Al | 0,143 | 26,98 | 377 |
| 4 | 80 | 4∙10-3 | Si | 0,134 | 28,09 | 362 |
| 5 | 90 | 5∙10-3 | Ti | 0,146 | 47,97 | 212 |
| 6 | 50 | 1∙10-3 | V | 0,131 | 50,94 | 200 |
| 7 | 60 | 2∙10-3 | Cr | 0,127 | 51,996 | 196 |
| 8 | 70 | 3∙10-3 | Mn | 0,130 | 54,94 | 185 |
| 9 | 80 | 4∙10-3 | Fe | 0,126 | 55,85 | 182 |
| 10 | 90 | 5∙10-3 | Co | 0,125 | 58,93 | 173 |
| 11 | 50 | 1∙10-3 | Ni | 0,124 | 58,71 | 173 |
| 12 | 60 | 2∙10-3 | Cu | 0,128 | 63,55 | 160 |
| 13 | 70 | 3∙10-3 | Zn | 0,137 | 65,37 | 156 |
| 14 | 80 | 4∙10-3 | Ge | 0,139 | 72,59 | 140 |
| 15 | 90 | 5∙10-3 | Se | 0,160 | 78,96 | 129 |
| 16 | 50 | 1∙10-3 | Zr | 0,160 | 91,22 | 112 |
| 17 | 60 | 2∙10-3 | Nb | 0,145 | 92,91 | 109 |
| 18 | 70 | 3∙10-3 | Mo | 0,140 | 95,94 | 106 |
| 19 | 80 | 4∙10-3 | Pd | 0,137 | 106,42 | 96 |
| 20 | 90 | 5∙10-3 | Ag | 0,144 | 107,87 | 94 |
| 21 | 50 | 1∙10-3 | Cd | 0,156 | 112,41 | 90 |
| 22 | 60 | 2∙10-3 | In | 0,166 | 114,82 | 89 |
| 23 | 70 | 3∙10-3 | Sn | 0,158 | 118,69 | 86 |
| 24 | 80 | 4∙10-3 | Sb | 0,161 | 121,75 | 84 |
| 25 | 90 | 5∙10-3 | C | 0,077 | 12,01 | 847 |
Приложение №2
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
