Вакуумные условия на подложке

Вследствие целесообразности применения в каталитических исследованиях пленок с относительно большой поверхностью разработан метод получения напыленного слоя поваренной соли в качестве подложки для последующего осаждения металла [97]. Чтобы избежать спекания, термического травления или какого-либо испарения поваренной соли и в то же время обеспечить вакуумные условия, необходимые для получения чистой [c.150]

Вакуумные условия на подложке [c.46]

Оптические датчики. Для контроля роста пленок при вакуумном испарении можно использовать ряд оптических явлений, таких как поглощение, пропускание и отражение света и интерференционные явления. Необходимая для этого аппаратура относительно проста и состоит главным образом из источника света и фотоэлемента. Оба они размещаются в отдельной системе (вне вакуума), которая содержит необходимые для наблюдения оптические окна. Выбор вида измеряемой величины определяется типом подложки и материалом измеряемой пленки. Для пленок металла, например, можно проводить измерение оптического пропускания при условии, что пленки осаждаются на прозрачные подложки. Однако количество прошедшего света Тг быстро уменьшается с увеличением толщины пленки, так что точные измерения ограничены относительно тонкими пленками. Кроме того, закон поглощения света в веществе с коэффициентом поглощения а см 1 Г, = То ехр [ — ас1] на стадиях роста пленки, когда происходит образование зародышей и когда пленка является островковой, не выполняется [139]. Аналогичные замечания относятся и к методу измерения отражения света. По этим причинам оптические датчики используются главным образом для диэлектрических пленок. [c.151]

Пиролитический углерод можно получать в печах различной конструкции — как с прямым электронагревом, так и с индукционным. Промышленные печи для получения пиролитического углерода представляют собой теплоизолированную вакуумную камеру с электронагревателем - графитовой трубой. Внутри трубы находится нагретая до требуемой температуры подложка (чистый поликристаллический графит), на которую осаждается пиролитический углерод при разложении пропускаемого через печь метана. Меняя условия осаждения, получают пиролитический материал с различной структурой и свойствами. Например, при давлении 1,33 кПа и температуре 2150 °С требуется 30 мин для получения отложения толщиной 1 мм. Пиролитические материалы, полученные в индукционной печи, отличаются более высокой склонностью к упорядочению,, чем полученные в печи сопротивления [1]. [c.216]

К вакуумным относят процессы обработки поверхности подложки в условиях вакуума осаждение и оксидирование в газоразрядной плазме, осаждение пленок при вакуумном испарении. [c.11]

Вещества, которые при нормальных условиях являются жидкостями, наносят в виде капли на металлическую подложку вне вакуумной системы, замораживают, погружая подложки с каплей в жидкий азот и устанавливают подложку с замороженной каплей в ВЭИ-источник с охлажденным держателем мишени. [c.183]

Коэффициенты аккомодации паров на твердых телах в большинстве случаев неизвестны. Имеющиеся данные ограничены обычными газами на чистых поверхностях некоторых металлов, таких как Мо и W [214—217]. Величины этих коэффициентов при комнатной температуре лежат в пределах от 0,1 до 0,5, причем коэффициент для кислорода лежит в нижней части этого диапазона. Коэффициенты конденсации металлов обычно принимаются равными единице, поскольку частота столкновения атомов с поверхностью при вакуумном испарении соответствует давлениям, которые много больше равновесных давлений при обычно используемых температурах подложки. Экспериментально показано, что скорость конденсации металлов, испаренных из одного и того же испарителя при идентичных условиях, не зависит от температуры подложки в диапазоне от — 195 °С до нескольких сотен градусов Цельсия. Для некоторых металлов измеренные коэффициенты конденсации действительно близки к единице (см. [35], стр. 117). [c.113]

Металлические покрытия были получены разложением ацетилацетоната кобальта в сухом водороде в качестве газа-носителя при атмосферном давлении. Температура испарителя 140—150° С, температура подложки 325 — 340 С, температура паровой фазы 150 — 170" С и скорость газового потока 1,2 — 2,8 л/мин [41, 522]. Эти условия осаждения являются оптимальными, так как приводят к получению тонкой металлической пленки, имеющей магнитные свойства монолитного кобальта. Однако их следует рассматривать оптимальными лишь при использовании данной конструкции установки. За 8—10 мин. осаждения на стеклянной подложке была выращена пленка толщиной 0,6 мкм. Авторы отмечают, что ими получены также пленки толщиной 1,47 мкм. Адгезия пленок па стекле была плохой из-за различия в коэффициентах термического расширения кобальта и стекла. Пленки кобальта не обладали очевидной магнитной или механической анизотропностью в отличие от пленок, полученных вакуумным напылением или электрохимическим осаждением, которые обычно являются анизотропными. Присутствие некоторого количества водорода при осаждении является необходимым для получения качественных блестящих покрытий из ацетилацетоната кобальта. Хотя обычно разложение проводят при нормальном давлении, осаждение в вакууме при давлении ниже 1 мм рт. ст. имеет преимущества вследствие уменьшения возможности температурных колебаний и уменьшения тенденции образования порошковых покрытий, обусловленных разложением соединений в объеме. [c.288]

Тонкопленочные элементы для магнитных запоминающих устройств изготовляют в условиях массового производства, причем на тонкую стеклянную подложку наносят путем вакуумного напыления до нескольких тысяч отдельных ячеек толщиной порядка 2000 А, которые используются для хранения информации 70. Для изготовления ячеек обычно применяют сплав из 80% никеля и 20% железа. Если ячейки выполняют двухслойными, то располагают их одну над другой (рис. 159, в). [c.241]

Эксперименты по росту углерода в неизотермичных условиях были проведены на установке, общий вид которой показан на рис. 12. Эта же установка использовалась для получения свободных углеродных пленок — графитовой фольги. Основной частью установки является шаровой реактор, в котором на охлаждаемых токовводах закрепляется пластинка из тугоплавкого металла вольфрама, тантала, молибдена. Верхняя часть реактора съемная. Вакуумирова-ние обеспечивается вакуумным постом до давления 10 мм рт. ст. Контроль температуры осуществляется оптическим микропирометром. Форма металлической подложки выбиралась такой, чтобы имелся участок постоянной температуры площадью - 1 см . Во всех опытах использовался ацетилен. Во время эксперимента разлагалось не более 5% исходного газа. Согласно работе [261 образующийся при этом водород не вносит искажений в кинетику роста графита. [c.42]

Вакуумными технологическими процессами называют процессы обработки поверхности подложки в условиях вакуума (давление ниже 1 Па). К ним относят процессы вакуумтермической технологии осаждения тонких (0,1 —1,0 мкм) пленок различных веществ и технологии обработки поверхности в низкотемпературной плазме (осаждение, оксидирование, травление). [c.129]

Вопросы эпитаксии также имеют непосредственное отношение к затронутой проблеме. Эпитаксия — ориентированное нарастание слоев — известна давно. В частности, этим вопросом еще в XIX веке занимался Франкенгейм. Обширная библиография по эпитаксии приведена в работах [40, 346—348]. Свойства эпитаксиальных слоев различных материалов, главным образом полупроводников, интенсивно исследуются. Обнаружена зависимость от типа подложки не только структуры, но и прочностных, электрических и магнитных характеристик вакуумных конденсатов различных полупроводниковых материалов [346—348]. Впервые эпитаксиальный рост полимерных кристаллов на поверхности твердого тела описан в работах [349, 350], затем этот эффект был подробно изучен [245—249, 340, 351—359]. В частности, было обнаружено, что аминокислоты и олигопептиды образуют ориентированные наросты на минералах [345]. Свежеобразованные сколы галогенидов металлов (Na l, K I, KI, LiF), а также кварц оказывают ориентирующее влияние на расположение кристаллов полиметиленоксида, полипропиленоксида, полиэтилена, полиэти-лентерефталата, полиакрилонитрила, полиуретана, полиамидов. Эпитаксиальные явления в подобных системах могут быть следствием [354] ориентирующего влияния ионов подложки, расположенных в определенной последовательности. Кроме того, дислокации, образующиеся при расщеплении галогенидов металлов, также могут оказывать влияние на зародышеобразование, так как они имеют определенную ориентацию и сообщают поверхности повышенную энергию. В работе [359] указывается на эффект своеобразного фракционирования полимеров, заключающийся в том, что при определенных условиях склонность к эпитаксиальной кристаллизации обнаруживают самые большие макромолекулы [359]. [c.140]

Пленки бора получают различными методами, из которых следует отметить метод термического разложения трихлорида бора в присутствии водорода с осаждением на нагретую до 997—1017 °С грань <111> р-кремния, метод вакуумного испарения и конденсации на нагретую до различных (20—797°С) температур подложку из плавленого кварца, слюды, каменной соли, сапфира или стекла, метод электронно-лучевого испарения и конденсации в вакууме 1,33-10- Па иа подложки из тантала илн ниобия (с подслоем йз вольфрама, хлористого бария или без подслоя), разогретые до 297—1197°С, и т. п. Ультрачистые пленки бора получают расплавлением и испарением капли на вертикальном стержне бора. Варьируя температуру капли от 697 до 2497 °С, можио изменить скорость испарения в широких пределах, управляя таким образом скоростью осаждения бора на подложке и совершенством образующихся пленок. Известен также способ получения пленок путем мгновенного охлаждения из жидкости. Применяют следующие схемы закалки прокатка жидкой капли, центрифугирование и захлопывание летящей капли двумя медными шайбами и т. д. Кристаллическое строение пленок бора определяется условиями кристаллизации. Так, пленкк, получаемые методом термического разложения трихлорида, имеют главным образом моно- и поликристалличсское строение, методом вакуумного испарения —в основном аморфное при применении в качестве подложек кремния и сапфира строение пленок зависит от температуры подложки — до 797 °С аморфное, при температуре до 897 "С кристаллическое и т. д. При получении пленок путем закалки из жидкой фазы скорости охлаждения составляют Ю —10 с-, а толщина пленок 40—120 мкм. В этом случае пленки имеют преимущественно кристаллическое строение для получения аморфного бора необходимы более высокие скорости. Метод осаждения бора из газовой фазы на подложку используют также для получениях борных нитей. В этом случае осаждение производят иа сердечник из вольфрама диаметром 15—16 мкм, толщина получаемого при этом борного слоя составляет до 50 мкм. В процессе осаждения происходит борирование вольфрама подложки и образуются бориды различного состава. В борном слое обнаружены аморфная и а- и Р-модификации, имеющие монокрнсталли-ческое строение с размерами кристаллитов 2—3 нм. Заметное влияние иа структуру бора оказывают примеси, попадающие в слой из газовой фазы или подложки. Так, присутствие углерода способствует образованию тетрагонального бора вместо Р-ро.мбоэдрического. [c.149]

Согласно определению рабочие характеристики разборных вакуумных систем зависят от отношения большой быстроты откачки к заметной скорости газовыделения. Вследствие использования в системе различных конструкционных материалов выделение газов с разных участков системы неодинаково, в связи с чем распределение давления внутри колпака неоднородно. Не соответствующие реальным условиям низкие показания манометра можно получить, если ионизационный датчик расположен в области, где происходит преимущественно откачка газов, например, вблизи криопанели. В этом случае полученное из показаний прибора давление не соответствует интенсивности бомбардировки остаточными газами остальных частей системы, в том числе и подложки. Таким образом, метод получения очень низких давлений за счет большой быстроты откачки ка практике имеет существенные ограничения. Для достижения свервысоко-го вакуума интенсивности всех процессов газовыделения должны бьпь снижены по сравнению с теми, какие имеют место в описываемых динамических системах. [c.297]

Специфика измерений высоковакуумными манометрами. Обычно измерения глубины вакуума в области низких давлений проводятся с целью определения плотности потока молекул, падающих на определенную поверхность внутри вакуумной системы. Интересующий нас объект может быть тонкой пленкой, подложкой или каким-либо прибором. Обычно предполагается, что измеряемое манометром давление газа соответствует условиям, одинаковым для всех точек данной вакуумной камеры. Это предположение, однако, является всего лишь аппроксимацией, поскольку в области очень низких давлений поведение газа определяется в основном взаимодействием молекул газа со стенками камеры, а не между собой. Следовательно, распределения самих частиц и их скоростей не являются однородными и отличаются от максвелловских. Для ионизационных манометров характерен еще ряд ограничений в измерении давления газа и большая часть источников ограничений не может быть устранена. Для уменьшения величины этих эффектов и оценки точности измерения в области малых давлений необходимо разобраться в механизмах, ответственных за эти эффекты. Проблема неоднородности распределения газа в вакуумных системах рассматривалась Муром [357]. Он перечислил причины, которые могут приводить к изменению плотности газа. Причиной могут быть насосы, действующие как ловушки и как источники направленного распространения газовых частиц. Эффект может быть связан с неупругим отражением падающих на стенку молекул, с поверхностной миграцией адсорбированных газов, вариацией скоростей адсорбции и десорбции на определенных участках внутренних стенок. Изменение плотности газа может быть вызвано разницей в температурах элементов системы. Хотя попытки описать аналитически реальное распределение газа и были сделаны, однако они были выполнены для систем с простейшей геометрией. Экспериментальные исследования в этом направлении были проведены Холлэндом, который рассматривал общее давление газа как сумму максвелловской и направленной составляющих [358]. Он закрепил ионизационную манометрическую лампу так, что ее впускная трубка могла поворачиваться, и наблюдал значительную разницу в давлении при различных ориентациях, измерительной лампы. Поскольку все источники неравномерного распределения давления газа устранить невозможно, при установке ионизационной лампы в вакуумную систему необходимо принимать во внимание хотя бы наиболее важные из них. Если манометрический датчик обращен в сторону насоса, криогенной панели или активно обезгаживаемой поверхности, такой, например, как нагреваемый элемент, то он, по-видимому, будет показывать давление, соответствующее либо более низкой, либо более высокой плотности частиц по сравнению с атмосферой, окружающей подложку. Для получения более близкого к реальному значения давления необходимо соединительную трубку манометрического датчика направить в обратную сторону или вбок таким образом, чтобы эффекты направленности потоков были близки к тем, которые имеют место у подложки. Опасность неправильного показания давления больше в системах с мощными насосами из-за высоких скоростей десорбции. В этих условиях можно ожидать преобладания направленной составляющей давления, которое вряд ли будет правильно измерено с помощью манометра. [c.330]

Хотя пористость и является характеристикой объема, однако она также зависит от состояния поверхности подложки. Там, где поры пересекают поверхность, удерживается грязь или загрязнения из очищающи.х растворов. При последующей вакуумной обработке часто возникает проблема выделения окклюдированных газов или продуктов разложения органических остатков. В то время, как стекла пор не имеют и их обезгаживание ограничено десорбцией и диффузией водяных паров, гл. 2, разд. ЗВ, 2), поликристаллические керамики обязательно имеют поры, размеры и распределение которых меняются в зависимости от условий изготовления. Эти поры являются важным критерием качества материала. Как утверждалось в разд. 2, поликристаллическая керамика скорее спекается, чем плавится. Это требует уплотнения диффузией атомов внутрь или вакансий наружу первоначальных пустот. Обычно процесс уплотнения является неполным, и некоторые поры остаются. Заполнение остаточных пор может быть выполнено добавлением в качестве флюса стекла. Получающаяся структура показана на рис. 11. Относительно большие рекри- [c.517]

Некоторые затруднения при изготовлении масок из стекла или металла легко преодолеваются с помощью применения масок из проволочной сетки. Этот метод, разработанный Ваймером [14] основан на применении тонкой нихромовой проволоки (диаметром около 0,04 мм), которая крепится в непосредственной близости у поверхности подложки. Ширина полосы, закрываемой проволокой от потока осаждающихся частиц, соответствует диаметру этой проволоки, рис. 6, а. Проволока должна находиться от поверхности подложки на расстоянии менее 0,025 мм. На направление потока испаряющегося вещества не должны оказывать воздействия высокое остаточное давление в вакуумной системе и близость расстояния между источником испарения и подложкой. Кроме того, не должно иметь места явление рассеяния, обусловленное коэффициентом сцепления, меньшим единицы, или повышение температуры подложки. При невыполнении какого-либо одного из этих условий, на пленочном рисунке края линий будут неровными, а незапыляемые участки поверхности подложки будут [c.566]

При получении промышленных кристаллофосфоров необходимо считаться с тем, что обработка, которой они подвергаются после прокаливания, может весьма существенно изменить их свойства, причем эти изменения зависят не только от способа обработки, но и от условий прокаливания. Здесь речь идет о таких операциях, как удаление плавня, дробление, в тех случаях когда это оказывается необходимым, промывка растворами электролитов и покрытие поверхности пленками, препятствующими слипанию зерен друг с другом или обеспечивающими их адгезию к подложке, а также нанесение экрана и его отжиг в вакууме (если экран находится внутри вакуумного прибора). К этому следует добавить облучение люминофора и действие атмосферной влаги. При рассмотрении физической химии дефектов в кристаллосфосфорах уже частично затрагивались явления, которые происходят при упомянутых операциях и при эксплуатации фосфоров. В гл. УП, 3 говорилось о падении интенсивности люминесценции, вызываемом механической деформацией кристаллов при их растирании и дроблении. В гл. IV, 2 обсуждался механизхм действия электроотрицательных адсорба-тов, приводящих к снижению яркости и фотопроводимости полупроводниковых фосфоров п-типа. В гл. III рассматривалось образование радиационных дефектов, а в гл. V, 2 — влияние дислокаций на фотолиз люминофоров при совместном действии света и влаги. В этой главе основное внимание будет уделено процессам, происходящим при удалении плавня и при отжиге люминофоров в вакууме. Вопросы, относящиеся преимущественно к технологии изготовления экранов, такие, как, например, влияние условий получения и обработки люминофоров на агрегативную устойчивость их в суспензиях (см. [12]), здесь рассматриваться не будут. [c.304]

На рост фазы существенно влияет состояние газовой среды. В известных теориях кристаллизации практически всегда рассматривается лишь случай термического равновесия между газовой средой и подложкой. Исключение составляет, по понятным причинам, теория вакуумной конденсации. В то же время широкое применение омического (например, при осаждении на волокнах), радиационного и индукционного нагрева образцов вынуждает обратить внимание на эту сторону процесса, поскольку не-изотермичность условий кристаллизации влияет как на скорость кристаллизации, так и на морфологию и структуру новой фазы. В связи с этим интересны также эксперименты по росту карбида кремния в пеизотермических условиях (при лазерном нагреве). [c.7]

Образцы адсорбента приготовляли по методике, несколько отличной от применяемых другими исследователями. В качестве прозрачной подкладки для нанесения адсорбента вместо пластинок из каменной соли использовали пластинки из флюорита, которые, обладая прозрачностью втглоть до 9 р, весьма слабо растворимы в воде (0,0017 г в 100 г воды при 26°). Это позволяет проводить седиментацию цеолитов непосредственно на поверхности пластинок. Суспензию с частицами менее 3 р, наносили на пд[астинку из флюорита вода испарялась при нагревании пластинки ИК-лучами до 60—70°. Получаемая в этих условиях пленка адсорбента ровным слоем ложится на пластинке и удерживается на ней настолько хорошо, что становится излишним зажимать слой между двумя пластинками флюорита. В результате равномерного распределения адсорбента иа подложке рассеяние образцами (для частиц 3 р) составляло около 40— Г)0%. Оптимальную толщину слоя адсорбента подбирали спектроскопически она составляла для наших образцов около 0,1 мм. Флюоритовую пластинку с нанесенным адсорбентом помещали в вакуумную кювету, снабженную печкой, позволяющей нагревать образец до 400°. [c.38]

Если количественный перенос вещества не является необходимым, тонкие однородные образцы можно приготовить одним из методов, описанных в разделе, посвященном способам приготовления мишеней напылением в вакууме, электроосаждением, методами электрофореза или электрораспыления [1, 2, 26]. Напыление путем испарения с накаленной проволоки можно использовать для прдготовления образцов из большинства элементов. В некоторых случаях процесс можно проводить даже на воздухе например, при нагревании таких летучих элементов, как полоний или астатин, их можно сконденсировать непосредственно на подложке, расположенной над нагреваемым объектом. В большинстве случаев используют простые вакуумные установки. Применение установок с хорошо продуманной конструкцией испарителя и приемника позволяет производить перенос радиоактивного вещества преимущественно в заданном направлении и, таким образом, избежать потерь. Конденсацию вещества можно проводить даже на тонкой полимерной пленке, если в условиях напыления она не разрушается теплом, исходящим от накаленной проволоки. При использовании метода напыления желательно сначала нагреть проволоку до температуры несколько более низкой, чем необходимая для испарения наносимого материала. Таким образом избавляются от летучих примесей и только после этого помещают подложку образца в нужное положение и доводят температуру до необходимого уровня. Специальные методы получения тонких радиоактивных препаратов разработаны для тех случаев, когда соответствующий изотоп образуется в ходе радиоактивных превращений, в особенности при а-распаде. В этом случае энергию отдачи ядра, образующегося приа-распаде, используют для отделения дочернего продукта от исходного вещества и для его переноса на расположенную рядом пластину-коллектор. Аналогично энергию отдачи можно использовать для перенесения продуктов ядерной реакции из тонкой мишени на фольгу-коллектор, расположенную по ходу пучка, выходящего из облучаемой мишени. Такого рода методы особенно широко используются при исследовании короткоживущих изотопов трансурановых элементов, образующихся при облучениях на ускорителе. [c.411]

Основная трудность, связанная с работой с фотопленками, заключается в том, что как эмульсия, так и основа поглощают водяные пары. Поэтому предусмотрительный микроскопист хранит их покрытыми светонепроницаемыми пластинами вместе с набором алюмоосущите-лей. Пластины делают из листа алюминия, идущего на изготовление заслонки перед игольчатым вакуумным клапаном. Пленку, отрезанную на нужную длину, или отстоящие друг от друга стопки нарезанной пленки помещают для высушивания на подложку в виде сетки. На дно сосуда, находящегося в темной комнате, ставят поддон с пятиокисью фосфора, которую перемешивают при каждом его открывании и в случае необходимости заменяют. Умеренное разрежение и химический осушитель способствуют хранению пленки в сухом виде. Благодаря наличию предварительного вакуума устраняется необходимость продолжительной работы вакуумного насоса в электронном микроскопе. В некоторых микроскопах осушители встроены, но они редко удовлетворяют рекомендованным выше условиям хранения. [c.121]

Вакуумные характеристики модуля после экспозиции на воздухе могут быть частично восстановлены путем более продолжительной активации при повышенной температуре (например, 2 ч при температуре 1000—1020 К вместо стандартных 45 мин ni 973 К). Нагрев до температуры свьш1е 973 К в обычных условиях нежелателен из-за начинающегося испарения меди, входящей в состав подложки. [c.246]

Так как для создания в рабочей камере вакуума порядка 10 — 5-10" Па необходимо 1,5 -2ч (даже при разогретом диффузионном насосе), а время нанесения одного слоя обычно не превьппает 1—1,5 мин, в вакуумных установках применяют шлюзовые камеры, позволяющие, не нарушая вакуума (за один вакуумный цикл), последовательно или одновременно обрабатывать несколько партий подложек. При этом в шлюзовой камере размещается только сменный подложкодержатель с подложками, а технологическая оснастка (в том числе усройства испарения или ионного распыления) все время находится в условиях вакуума. Кроме увеличения производительности такой принцип работы установок способствует повышению воспроизводимости параметров наносимых тонких пленок, так как рабочая камера не сообщается с атмосферой. [c.88]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология