Осаждения скорость датчики скорости датчики

Рис, 3-71. Блок-схема установки для контроля скорости осаждения ионизационным датчиком с прогреваемыми электродами. [c.261]

А или Ли. Растворимость этих трех металлов в молибдене и молибдена в них очень мала. Было проведено пятьдесят циклов испарений Си из одного и того же молибденового тигля, причем не было обнаружено разрушения последнего, в то время как проникновение золота в стенки молибденового тигля было обнаружено уже после примерно десяти циклов испарения. Нагреватель с джоулевым нагревом состоит из двух разрезанных пополам танталовых лент, соединенных вместе точечной сваркой (см. левую часть рис. 16). Поддерживаемый с двух концов медными зажимами, этот нагреватель имеет цилиндрическую форму и не контактирует с остальными частями испарителя. Дополнительным преимуществом перфорированного в виде змейки нагревателя из листового металла по сравнению с проволочной спиралью является большая излучающая поверхность. Вследствие применения нескольких тепловых экранов подводимой, мощности около 500 Вт вполне достаточно для испарения Си и А . Система этого испарителя обеспечивает очень стабильные скорости испарения и легко автоматизируется посредством системы обратной связи от ионизационного или кварцевого датчиков скоростей осаждения. [c.63]

Независимо от того, будет ли сигнал, пропорциональный скорости осаждения, первичным или вторичным, его необходимо сравнить с тестовым сигналом для получения дифференциального выхода, пригодного для контроля мощности испарителя. При этом требуется усиление сигнала. Непрерывное регулирование питания испарителя в соответствии с сигналом ошибки от датчика может осуществляться дросселем насыщения и управляемыми кремниевыми вентилями (тиристорами). Дроссели насыщения широко используются в схемах с ионизационными датчиками. Схемные диаграммы такого контроля приводились рядом авторов [284, [c.162]

Программа для автоматического регулирования соотношения потоков, поступающих в трубопроводы, разрабатывается на основании данных о составе СОЖ, времени ее хранения или условиях эксплуатации и реологических свойствах. Это позволяет рассчитывать значения концентрации наполнителя в объеме жидкости в различных слоях по его высоте с помощью зависимостей для скорости осаждения. Фиксируемые датчиком значения уровня жидкости могут слул ить параметром для системы автоматического регулирования. Степень гомогенизации может варьироваться путем установки дополнительного числа неподвижных винтовых смесительных элементов. [c.173]

Основной источник погрешности — изменение емкости измерительного конденсатора за счет изменения его температуры. При 200° С погрешность измерения составляет 1,5%. Экспериментальные данные показывают необходимость поддерживать температуру измерительного конденсатора ниже 200° С, если измерения толщины пленки необходимо сделать с точностью, большей, чем 0,2 мк. К достоинствам метода следует отнести простоту конструкции и монтажа датчика и возможность измерять как толщину, так и скорость осаждения тонких пленок непосредственно в процессе напыления. К недостаткам метода следует отнести необходимость производить калибровку прибора по каждому напыляемому материалу. Кроме того, при напылении пленки суммарной толщиной более 30 мк датчик необходимо очищать от напыленной пленки, что создает некоторые неудобства в работе. [c.257]

Переменная составляющая ионного тока датчика (пропорциональная скорости осаждения испаряемого вещества) выделяется, усиливается, детектируется и подается на стрелочный индикатор, показания которого пропорциональны скорости осаждения испаряемого вещества, а также на цифровой интегратор, показания которого пропорциональны толщине пленки. [c.263]

Существуют два метода измерения плотности потока испаряемого вещества. Первый метод основан на ионизации молекул пара электронами и регистрации ионного тока. Другой метод основан на измерении динамической силы, с которой сталкивающиеся с поверхностью молекулы воздействуют на нее. Обоими методами измеряется скорость испарения в данный момент. Для получения толщины пленки данные по скорости испарения надо проинтегрировать. Следует отметить, что в обоих методах измерений требуется эмпирическая калибровка, т. е. определение независимым способом толщины пленки, получаемой за известное время осаждения, с целью калибровки в абсолютных величинах показаний прибора. Полученная калибровочная кривая применима только для данного датчика изданного испаряемого вещества. Воспроизводимость этой кривой зависит также от того, насколько фиксированы взаимные положения испарителя, датчика и подложки. [c.134]

Таким образом, величина ионного тока в показаниях датчика зависит от конструкции последнего, что отражено в О, от соотношений углов и расстояний, постоянных вещества р и Л1, к тому же она пропорциональна эмиссионному току 1е. Зависимостью Т /г обычно пренебрегают и принимают ее постоянной, поскольку область рабочих температур испарения лежит для любого из испарителей в пределах нескольких сотен градусов. Хотя характеристика датчика, выраженная отношением t/d, и представлена уравнением (77), однако постоянная датчика не известна. Показания датчика должны быть эмпирически калиброваны. Для некоторых экспериментальных конструкций и ряда веществ были опубликованы калибровочные кривые. Численные значения этих кривых приведены в табл. 16. В исследованных областях скоростей осаждения отношения / / являются постоянными и тем выше, чем больше величина эмиссионного тока электронов. Для стабильной работы датчика этот ток должен быть стабилизирован. Ошибки в показаниях датчика могут вызываться паразитными электронами от горячего испарителя. Чтобы исключить эти ошибки, на испаритель необходимо подавать положительный потенциал 150—200 В относительно [c.136]

Химическую металлизацию обычно осуществляют в ваннах из инертных и химически стойких материалов, оборудованных мешалками и агрегатами для непрерывного фильтрования (до 10 объемов в час с удалением из растворов частиц более 1 мкм), обогревателями и устройствами автоматического контроля и корректирования pH ( 0,1), температуры ( 2°С), содержания ионов металла и восстановителя ( 20%). Иногда имеются и датчики, показывающие скорость процесса химической металлизации (в мкм/ч). Ванны из нержавеющей стали и титана для химического никелирования оборудуются анодной защитой, которая препятствует осаждению никеля на стенках ванны. При этом необходимо следить за тем, чтобы покрываемые детали не касались стенок ванны и убирать со дна ванны упавшие детали. [c.138]

О 0,5 л/мин в течение 5 мин устанавливалась температура 31 °С и при той же скорости протока наблюдались выходные параметры А и Дf. Поскольку установившаяся температура выше ТТР по ДЭГ(24 0) то, естественно, никакого измерения амплитуды А и полуширины А не было зафиксировано. Затем скорость протока повышалась до О 12,5 л/мин, и начинало происходить осаждение вещества на датчике, что и было отмечено соответствующим изменением величин А л Af (рис. 4). Очевидно, что при повышении скорости протока газа в 25 раз наиболее крупные капли аэрозоля начинают попадать на торец резонатора, что и регистрируется электроникой. При уменьшении скорости до первоначальной, выпавшая пленка ДЭГ начинает испаряться. [c.80]

Использование тиристоров для автоматического контроля скорости испарения началось недавно. Работа таких систем контроля была рассмотрена в обзоре Штекельмахера [279]. Бас с сотрудниками [343, 344] описали систему контроля как скорости осаждения, так и толщины пленки с использованием кварцевого датчика. Последняя статья представляет общий интерес, поскольку компоненты системы были сконструированы в виде модулей, которые рбладают большой гибкостью в осуществлении различных функций контроля процесса испарения. Например, управляющий сигнал может быть получен от датчика, отличного от кварцевого датчика. Более того, хотя сисг ёма первоначально и предназначалась для контроля прямонакальных испарителей, схема контроля является дo faтoчнo гибкой, чтобы стабильно работать с другими типами испарителей, имеющими иные зависимости скорости испарения от мощности. Например, скорость испарения при использовании нагрева электронным лучом заметно меняется при изменении электронного тока. Испарители с индукционным нагревом также могут управляться системой обратной связи. Однако высокая стоимость, а также необходимость большой площади и требования техники безопасности для генератора и дросселя насыщения обычно ограничивают использование таких испарителей. Турнер с сотрудниками [334] описал испаритель сплава никель — железо с индукционным нагревом, который автоматически управлялся от резисторного датчика. [c.162]

В общем, разработка оборудования для контроля осаждения идет по пути все большей автоматизации, чтобы исключить влияние оператора и, следовательно, повысить воспроизводимость свойств пленок. Основной задачей является создание полного цикла откачки и осаждения, в котором используются датчики давления, температуры, скорости испарения, а также сервомеханизмы с системами электронной подстройки, так что когда будут достигнуты определенные условия по давлению, температуре или скорости испарения, каждый шаг процесса будет автоматически включиться и выключаться. Такую тенденцию можнО Эaмefиfь в йст ме Инглиш, Патнера и Холленда [346]. [c.162]

На рис. 10.1.2.5 показана схема прибора для измерения суммарной, приведенной к сечению кoJЮнки, скорости осаждения твердой фазы и г- В нижней части цилиндра / установлена пористая перегородка 2, которая пропускает лишь жидкую фазу. Под перегородкой установлен датчик давления 3. Исследуемая суспензия с известной объемной долей твердой фазы срт заливается в цилиндр, тщательно перемешивается и отстаивается. Измеряется зависимость давления р от времени г (рис. 10.1.2.6). Высоту колонки Н следует подобрать такой, чтобы зависимость р () имела начальный линейный участок, окончание которого означает и окончание процесса осаждения самой крупной по размеру фракции частиц. Скорость осаждения твердой фазы в этот начальный период может быть вычислена по формуле [c.70]

При использовании ионизационных датчиков трудной проблемой является вклад ионизации молекул остаточного газа в общий ионный ток. Это можно показать на данных Перкинса, датчик которого имел линейную характеристику для остаточных газов с ионным током 0,04 мкА при р = = 10 мм рт. ст. [285]. Испарение SiO со скоростью 20 А с вызывает ток 0,32 мкА. Таким образом, даже при благоприятных условиях вклад остаточных газов в ионный ток составляет 11%. Одним из решений этой проблемы является модуляция входящего в датчик потока пара с помощью дискового или вибрирующего прерывателей. При этом возникающий переменный ток может быть выделен из постоянного тока, связанного с остаточными газами. Другим решением является использование второго, идентичного датчика, который экранирован от потока пара, но экспонирован для остаточного газа. Выходной сигнал этого датчика может быть использован для компенсации тока от остаточных газов. Примеры обоих способов приведены в табл. 16. В датчике Дюфуа и Зега [282] для целей компенсации используется двойная структура сетки и коллектора вместе с методом модуляции потока. Для успешной работы ионизационного датчика существенны и некоторые другие предосторожности. Так, при испарении диэлектриков необходимо исключить осаждение вещества на сетку и коллектор. В конструкции Перкинса оба эти элемента изготовлены из проволоки и для предотвращения конденсации нагреваются током. В датчиках с постоянным током в качестве материала ножки, на которой монтируется датчик, необходимо выбирать диэлектрик с высоким сопротивлением ( > 10 Ом) для обеспечения пренебрежимо малого тока утечки между коллектором и сеткой по сравнению с ионным током. Однако токовый нагрев всех трех нитей повышает темаературу и, следовательно, понижает сопротивление изоляции ножки из окиси алюминия. Для исключения этого эффекта используется водяное охлаждение держателя ножки. Кроме того, общим требованием для всех типов датчиков является экранирование элементов датчика от нежелательного осаждения каких-либо веществ, в частности, от осаждения пленки металла на поверхность ножки. И наконец, для уменьшения нежелательных эффектов, связанных с обезгаживанием и фоном остаточных газов, желательно проводить обезгажйвание датчика при температурах порядка 300° С. Поскольку выходные токи датчика являются очень малыми (обычно несколько десятых микроампер или менее), то для целей записи или запуска систем контроля их необходимо усиливать. Типы выходных регистрирующих приборов приведены в последнем столбце таблицы 16. Для знакомства с конкретными электронными схемами используемых устройств читатель может обратиться к оригинальным публикациям. Следует от.метить, что для непосредственного отсчета толщины осажденной пленки в конструкциях Шварца [280] и Бруиелла с сотрудниками [286] используется электронный интегратор. С его помощью можно контролировать толщину п.тенки в пределах Ю А. Использование датчика Перкинса позволяет производить контроль толщины в пределах 2—5% [285]. [c.138]

При испарении пленок керметов методом вспышки скорость осаждения довольно хорошо контролируется скоростью подачи испаряемого вещества. В этом случае можно оценить время, необходимое для осаждения безопасной толщины порядка 100—200 А, и соответственно задержать подачу напряжения на датчик [137]. В схеме, предложенной Штекельмахером с сотрудниками [333], предусмотрено изменение напряжения моста с тем, чтобы мощность, рассеиваемая в датчике, не превосходила 50 мВт. Точность, с которой может быть получено предварительно выбранное поверхностное сопротивление пленки, составляет 1—2%. При этом чувствительность схемы измерения и схемы прекращения процесса на заданной величине, обусловленной либо сопротивлением сравнения, либо двоично-кодированным десятичным ключом, позволяют получить большую точность. Реальные величины оказываются несколько завышенными. Дело в том, что после того, как управляющий сигнал разрывает цепи испарителя, процесс испарения еще продолжается (но с меньшей скоростью) до тех пор, пока испаритель не остынет. Наиболее часто используется конструкция заслонки, позволяющая быстро прерывать поток газа. Однако ей свойственна инерционность, вследствие которой закрытия не происходит в тот же момент, когда поступает сигнал на соленоид. Имея некоторый опыт, можно предвидеть степень превышения и компенсировать это небольшим изменением величины сравнения в селекторе конечной величины. Однако сопротивление свежеосажденных пленок легко подвержено изменениям при последующем охлаждении, экспонировании на воздухе и в процессе отжига. Следовательно, электрический контроль конечной величины поверхностного сопротивления может быть очень хорошо установлен и нет необходимости учитывать относительно малое увеличение вследствие указанной выше инерционности. [c.158]

При обсуждении принципов работы и конструкции датчиков было показано, что некоторые из них регистрируют толщину осажденного вещества и, следовательно, непосредственно могут быть использованы для определения момента, когда процесс должен быть прекращен. Другие датчики регистрируют скорость осаждения вещества и требуется интегрирование по времени осаждения. Для автоматического контроля необходимо использовать датчики, выходной сигнал которых является электрическим. Как показано в табл. 17, большинство датчиков имеют электрический выход, который можно использовать для целей контроля. В случае ионизационного датчика сигнал должен быть проинтегрирован для получения толщины пленки. Шварц [280] и Броунелл с сотрудниками [286] рассмотрели варианты схем и приборы для электронного интегрирования сигналов. В зависимости от природы сигнала и пожеланий исследователя можно использовать как аналоговые, так и цифровые системы для прекращения контроля и завершения процесса осаждения. В первом случае для указания конечной величины и закрытия заслонки удобно использовать самописец с регулируемой установкой контрольной величины. Система цифрового контроля вместе с резисторным датчиком приведена на рис. 60. [c.159]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология