Vakuum buxarlanma ilə örtülmə prinsipi
1, Vakuum buxarlanma örtüyünün avadanlığı və fiziki prosesi
Vakuum buxarlanma örtük avadanlığı əsasən vakuum kamerası və evakuasiya sistemindən ibarətdir. Vakuum kamerasının içərisində buxarlanma mənbəyi (yəni buxarlanma qızdırıcısı), substrat və alt təbəqə çərçivəsi, substrat qızdırıcısı, egzoz sistemi və s.
Kaplama materialı vakuum kamerasının buxarlanma mənbəyinə yerləşdirilir və yüksək vakuum şəraitində buxarlanma mənbəyi ilə qızdırılır. Buxar molekullarının orta sərbəst diapazonu vakuum kamerasının xətti ölçüsündən böyük olduqda, film buxarının atomları və molekulları buxarlanma mənbəyinin səthindən çıxdıqdan sonra, digər molekulların və ya atomların toqquşması ilə nadir hallarda maneə törədilir və birbaşa örtüləcək substratın səthinə çatır. Substratın aşağı temperaturu səbəbindən film buxar hissəcikləri onun üzərində sıxlaşır və bir film meydana gətirir.
Buxarlanma molekullarının və substratın yapışmasını yaxşılaşdırmaq üçün substratı düzgün qızdırmaqla və ya ion təmizləməklə aktivləşdirmək olar. Vakuum buxarlanma örtüyü materialın buxarlanmasından, daşınmadan filmə çökməyə qədər aşağıdakı fiziki proseslərdən keçir.
(1) Enerjinin digər formalarını istilik enerjisinə çevirmək üçün müxtəlif üsullardan istifadə edərək, film materialı buxarlanmaq və ya müəyyən miqdarda enerji (0,1 ilə 0,3 eV) olan qaz hissəciklərinə (atomlar, molekullar və ya atom qrupları) sublimasiya etmək üçün qızdırılır.
(2)Qaz hissəcikləri plyonkanın səthini tərk edir və müəyyən bir hərəkət sürəti ilə, mahiyyətcə toqquşmadan, düz xətt üzrə substratın səthinə daşınır.
(3) Substratın səthinə çatan qaz hissəcikləri birləşir və nüvələşir və sonra bərk fazalı filmə çevrilir.
(4) Filmi təşkil edən atomların yenidən təşkili və ya kimyəvi bağlanması.
2, Buxarlanma ilə isitmə
(1) Müqavimət istilik buxarlanması
Müqavimətli qızdırılan buxarlanma ən sadə və ən çox istifadə edilən istilik üsuludur, ümumiyyətlə ərimə nöqtəsi 1500 ° C-dən aşağı olan örtük materiallarına tətbiq olunur, məftil və ya təbəqə şəklində yüksək ərimə nöqtəli metallar (W, Mo, Ti, Ta, bor nitridi və s.) örtük materialını buxarlamaq və ya sublimasiya etmək, buxarlanma mənbəyinin formasına əsasən çox telli spiral, U-formalı, sinus dalğası, nazik lövhə, qayıq, konus səbəti və s. sıxlıq və s. Buxarlanma mənbəyi vasitəsilə yüksək cərəyan qəbul edir ki, onu qızdırsın və film materialını birbaşa qızdırmaqla buxarlandırsın və ya film materialını qrafitdən və müəyyən yüksək temperatura davamlı metal oksidlərdən (məsələn, A202, B0 kimi) və dolayı istilik üçün digər materiallardan hazırlanmış potaya qoyun.
Müqavimət istilik buxarlanma örtüyü məhdudiyyətlər var: odadavamlı metallar nazik film etmək çətin olan aşağı buxar təzyiqi var; bəzi elementlər istilik teli ilə bir ərinti yaratmaq asandır; lehimli filmin vahid tərkibini əldə etmək asan deyil. Sadə quruluşa, aşağı qiymətə və müqavimətli istilik buxarlanma metodunun asan işləməsinə görə, buxarlanma metodunun çox yaygın bir tətbiqidir.
(2) Elektron şüa ilə qızdırılan buxarlanma
Elektron şüası ilə buxarlanma, örtük materialının su ilə soyudulmuş mis qaba yerləşdirilərək yüksək enerjili sıxlıqlı elektron şüası ilə bombalanması yolu ilə buxarlanması üsuludur. Buxarlanma mənbəyi elektron emissiya mənbəyi, elektron sürətləndirici enerji mənbəyi, tige (adətən mis tige), maqnit sahəsinin sarğısı və soyuducu su dəsti və s. ibarətdir. Bu cihazda qızdırılan material su ilə soyudulan tigelin içərisinə yerləşdirilir və elektron şüası materialın çox kiçik bir hissəsini bombardman edir, materialın çox aşağı temperaturunda qalır. titanın bombalanmış hissəsi kimi qəbul edilə bilən soyuducu təsiri. Beləliklə, buxarlanma üçün elektron şüa ilə qızdırma üsulu örtük materialı ilə buxarlanma mənbəyi materialı arasında çirklənmənin qarşısını ala bilər.
Elektron şüasının buxarlanma mənbəyinin quruluşuna görə üç növə bölmək olar: düz silahlar (Boules silahları), üzüklər (elektriklə yönləndirilmiş) və elektron silahlar (maqnit yönlü). Bir və ya bir neçə tige eyni vaxtda və ya ayrı-ayrılıqda çoxlu müxtəlif maddələri buxarlaya və yatıra bilən buxarlanma qurğusuna yerləşdirilə bilər.
Elektron şüası ilə buxarlanma mənbələri aşağıdakı üstünlüklərə malikdir.
①Elektron şüası bombardmanı buxarlanma mənbəyinin yüksək şüa sıxlığı W, Mo, Al2O3 və s.
②Örtük materialı su ilə soyudulmuş mis qaba yerləşdirilir ki, bu da buxarlanma mənbəyi materialının buxarlanmasının və onların arasında reaksiyanın qarşısını ala bilər.
③İstilik birbaşa örtük materialının səthinə əlavə edilə bilər ki, bu da istilik səmərəliliyini yüksək, istilik keçiriciliyi və istilik şüalanma itkisini aşağı edir.
Elektron şüa ilə qızdırılan buxarlanma metodunun dezavantajı ondan ibarətdir ki, elektron silahdan gələn ilkin elektronlar və örtük materialının səthindən ikincil elektronlar buxarlanan atomları və qalıq qaz molekullarını ionlaşdıracaq, bu da bəzən filmin keyfiyyətinə təsir edəcəkdir.
(3) Yüksək tezlikli induksiya isitmə buxarlanması
Yüksək tezlikli induksiya ilə qızdırılan buxarlanma, yüksək tezlikli spiral rulonun mərkəzinə örtük materialı olan tigeni yerləşdirməkdir ki, örtük materialı yüksək tezlikli elektromaqnit sahəsinin induksiyası altında güclü burulğan cərəyanı və histerezis effekti yaradır ki, bu da film təbəqəsinin buxarlanana və buxarlanana qədər istiləşməsinə səbəb olur. Buxarlanma mənbəyi, ümumiyyətlə, su ilə soyudulan yüksək tezlikli rulondan və qrafit və ya keramikadan (maqnezium oksidi, alüminium oksidi, bor oksidi və s.) tigedən ibarətdir. Yüksək tezlikli enerji təchizatı on mindən bir neçə yüz min Hz tezliyindən istifadə edir, giriş gücü bir neçə yüz kilovatsa qədərdir, membran materialının həcmi nə qədər kiçik olsa, induksiya tezliyi bir o qədər yüksəkdir. İnduksiya sarğı tezliyi adətən su ilə soyudulmuş mis borudan hazırlanır.
Yüksək tezlikli induksiya isitmə buxarlanma metodunun dezavantajı, giriş gücünü incə tənzimləmək asan deyil, aşağıdakı üstünlüklərə malikdir.
①Yüksək buxarlanma dərəcəsi
②Buxarlanma mənbəyinin temperaturu vahid və sabitdir, ona görə də örtük damcılarının sıçraması fenomenini yaratmaq asan deyil və yatırılmış filmdə pin dəlikləri fenomeninin qarşısını ala bilər.
③Buxarlanma mənbəyi bir dəfə yüklənir və temperaturu idarə etmək nisbətən asan və sadədir.
Göndərmə vaxtı: 28 oktyabr 2022-ci il