Prensîba pêçandina buharbûna valahiyê
1, Amûr û pêvajoya fîzîkî ya pêçandina buharbûna valahiyê
Amûrên pêçandina buharkirina valahiyê bi giranî ji odeya valahiyê û pergala valakirinê pêk tên. Di hundirê odeya valahiyê de, çavkaniya buharkirinê (ango germkera buharkirinê), substrat û çarçoveya substratê, germkera substratê, pergala derxistinê û hwd. hene.
Materyalê pêçandinê di çavkaniya buharbûnê ya odeya valahiyê de tê danîn, û di bin şert û mercên valahiyek bilind de, ji hêla çavkaniya buharbûnê ve tê germ kirin da ku buhar bibe. Dema ku rêjeya azad a navînî ya molekulên buharê ji mezinahiya xêzikî ya odeya valahiyê mezintir be, piştî ku atom û molekulên buhara fîlmê ji rûyê çavkaniya buharbûnê reviyane, kêm caran ji ber pevçûna molekul an atomên din asteng dibin, û rasterast digihîjin rûyê substratê ku were pêçandin. Ji ber germahiya nizm a substratê, perçeyên buhara fîlmê li ser wê kom dibin û fîlmek çêdikin.
Ji bo baştirkirina girêdana molekulên buharbûnê û substratê, substrat dikare bi germkirina guncaw an paqijkirina iyonan were aktîfkirin. Pêçandina buharbûna valahiyê ji buharbûna materyalê, veguhastinê û danîna wê di nav fîlmekê de, di van pêvajoyên fîzîkî re derbas dibe.
(1) Bi karanîna rêbazên cûrbecûr ji bo veguherandina formên din ên enerjiyê bo enerjiya germî, materyalê fîlmê tê germ kirin da ku bi mîqdarek diyarkirî ya enerjiyê (0.1 heta 0.3 eV) bibe buhar an jî bibe perçeyên gazî (atom, molekul an komên atomî).
(2) Perçeyên gazê ji rûyê fîlmê derdikevin û bi leza tevgerê ya diyarkirî, bi esasî bêyî pevçûnê, bi xêzek rast ber bi rûyê substratê ve têne veguhastin.
(3) Perçeyên gazê yên ku digihîjin rûyê substratê li hev dicivin û çêdibin navik, û dû re dibin fîlmek qonaxa hişk.
(4) Ji nû ve rêxistinkirin an girêdana kîmyewî ya atomên ku fîlmê pêk tînin.
2, germkirina buharkirinê
(1) Hilmijandina germkirina berxwedanê
Buharkirina germkirina berxwedanê rêbaza germkirinê ya herî hêsan û herî zêde tê bikaranîn e, bi gelemperî ji bo materyalên pêçandinê yên bi xala helandinê ya di bin 1500℃ de tê sepandin, metalên xala helandinê ya bilind ên di şiklê têl an pelê de (W, Mo, Ti, Ta, nîtrîda boronê, hwd.) bi gelemperî di şiklê çavkaniya buharkirinê ya guncaw de têne çêkirin, bi materyalên buharkirinê têne barkirin, bi germahiya Joule ya herikîna elektrîkê materyalê pêçandinê dihelînin, buhar dikin an jî sublîm dikin, şiklê çavkaniya buharkirinê bi giranî spiralên pir-tenik, şiklê U, pêla sînusî, plakaya zirav, qeyik, selika konî, hwd. vedihewîne. Di heman demê de, rêbaz hewce dike ku materyalê çavkaniya buharkirinê xala helandinê ya bilind, zexta buhara têrbûnê ya nizm, taybetmendiyên kîmyewî yên stabîl, di germahiya bilind de bi materyalê pêçandinê re reaksiyonek kîmyewî tune be, berxwedana germê ya baş, guherînek piçûk di dendika hêzê de, hwd. Ew herikîna bilind bi riya çavkaniya buharkirinê digire da ku ew materyalê fîlmê bi germkirina rasterast germ bike û buhar bike, an jî materyalê fîlmê têxe nav xaçerêya ji grafît û hin oksîdên metal ên berxwedêr ên germahiya bilind (wek A202, B0) û materyalên din ji bo germkirina nerasterast ji bo buharkirinê hatî çêkirin.
Pêçandina buharbûna germkirina berxwedanê xwedî kêmasiyên xwe ye: zexta buhara metalên refrakter kêm e, ji ber vê yekê çêkirina fîlmek zirav dijwar e; ji hin hêmanan re bi têla germkirinê re çêkirina alloyê hêsan e; bidestxistina pêkhateyek yekreng a fîlma alloyê ne hêsan e. Ji ber avahiya hêsan, bihayê kêm û karanîna hêsan a rêbaza buharbûna germkirina berxwedanê, ew serîlêdanek pir gelemperî ya rêbaza buharbûnê ye.
(2) Hilmijandina germkirina tîrêjên elektronan
Buharkirina tîrêjên elektronan rêbazek buharkirina materyalê pêçanê ye bi bombebarankirina wê bi tîrêjek elektronê ya densiteya enerjiya bilind bi danîna wê di nav xaçerêyek sifir a bi avê sarkirî de. Çavkaniya buharkirinê ji çavkaniyek derxistina elektronan, çavkaniyek hêza lezandina elektronan, xaçerêyek (bi gelemperî xaçerêyek sifir), bobînek zeviya magnetîkî, û komek ava sarkirinê, û hwd pêk tê. Di vê cîhazê de, materyalê germkirî di xaçerêyek bi avê sarkirî de tê danîn, û tîrêjên elektronan tenê beşek pir piçûk a materyalê bombebaran dike, di heman demê de piraniya materyalê mayî di bin bandora sarkirina xaçerêyê de di germahiyek pir nizm de dimîne, ku dikare wekî beşa bombebarankirî ya xaçerêyê were hesibandin. Bi vî rengî, rêbaza germkirina tîrêjên elektronan ji bo buharkirinê dikare ji qirêjiya di navbera materyalê pêçanê û materyalê çavkaniya buharkirinê de dûr bisekine.
Pêkhateya çavkaniya buharbûna tîrêjên elektronan dikare li sê cureyan were dabeşkirin: çekên rast (çekên Boules), çekên halqeyî (bi elektrîkî veguhêzbar) û çekên elektronîkî (bi magnetîkî veguhêzbar). Yek an çend kulpên avê dikarin di tesîseke buharbûnê de werin danîn, ku dikarin gelek madeyên cûda bi hevdemî an jî cuda bihelînin û bihêlin.
Çavkaniyên buharbûna tîrêjên elektronê xwedî avantajên jêrîn in.
① Çavkaniya buharbûna bombebarana tîrêjên elektronan a bi dendika bilind dikare dendika enerjiyê ya pir mezintir ji çavkaniya germkirina berxwedanê bi dest bixe, ku dikare materyalên xala helandinê ya bilind ên wekî W, Mo, Al2O3, hwd. bihelîne.
② Materyalê pêçandinê di nav xaçerêyek sifir a bi avê sarbûyî de tê danîn, ku dikare buharbûna materyalê çavkaniya buharbûnê û reaksiyona di navbera wan de asteng bike.
③Germ dikare rasterast li ser rûyê materyalê pêçandinê were zêdekirin, ku karîgeriya germî bilind dike û windabûna guhêrbariya germê û tîrêjiya germê kêm dike.
Dezavantaja rêbaza germkirina tîrêjên elektronan ew e ku elektronên seretayî yên ji çeka elektronan û elektronên duyemîn ên ji rûyê materyalê pêçandinê dê atomên buharbûyî û molekulên gaza mayî iyonîze bikin, ku carinan bandorê li kalîteya fîlmê dike.
(3) Hilmijandina germkirina enduksîyonê ya frekansa bilind
Buharkirina germkirina enduksîyonê ya bi frekanseke bilind ew e ku xaçerê bi materyalê pêçandinê re di navenda bobîna spiral a bi frekanseke bilind de were danîn, da ku materyalê pêçandinê di bin enduksîyona zeviya elektromagnetîk a bi frekanseke bilind de herikîna edyê ya bihêz û bandora hîsteresisê çêbike, ku dibe sedema germbûna qata fîlmê heta ku buhar bibe û buhar bibe. Çavkaniya buharkirinê bi gelemperî ji bobînek frekanseke bilind a bi avê sarbûyî û xaçerêyek grafît an seramîk (oksîda magnezyûmê, oksîda aluminiumê, oksîda boronê, hwd.) pêk tê. Dabînkirina hêza frekanseke bilind frekanseke ji deh hezar heta çend sed hezar Hz bikar tîne, hêza têketinê ji çend sed heta çend sed kîlowatt e, çiqas qebareya materyalê parzûnê piçûktir be, frekanseke enduksîyonê jî bilindtir dibe. Frekanseke bobîna enduksîyonê bi gelemperî ji lûleya sifir a bi avê sarbûyî tê çêkirin.
Dezavantaja rêbaza buharkirina germkirina enduksîyonê ya frekansa bilind ew e ku verastkirina hêza têketinê ne hêsan e, xwedî avantajên jêrîn e.
① Rêjeya buharbûna bilind
② Germahiya çavkaniya buharbûnê yekreng û sabît e, ji ber vê yekê çêkirina fenomena şilbûna dilopên pêçandinê ne hêsan e, û ew dikare ji fenomena kunên piçûk ên li ser fîlima razandî jî dûr bisekine.
③ Çavkaniya buharbûnê carekê tê barkirin, û germahî bi nisbeten hêsan û sade ye ku were kontrol kirin.
Dema weşandinê: 28ê Cotmeha 2022an