Принсипи пӯшиши бухоршавии вакуумӣ
1, Таҷҳизот ва раванди физикии пӯшонидани бухоршавии вакуумӣ
Таҷҳизоти рӯйпӯши бухоршавии вакуумӣ асосан аз камераи вакуумӣ ва системаи эвакуатсия иборат аст. Дар дохили камераи вакуумӣ манбаи бухоршавӣ (масалан, гармкунаки бухоршавӣ), субстрат ва чаҳорчӯбаи субстрат, гармкунаки субстратӣ, системаи ихроҷ ва ғайра мавҷуданд.
Маводи рӯйпӯш дар манбаи бухоршавии камераи вакуумӣ ҷойгир карда мешавад ва дар шароити баланди вакуум, он аз ҷониби манбаи бухоршавӣ гарм карда мешавад, то бухор шавад. Вақте ки масофаи миёнаи озоди молекулаҳои буғ аз андозаи хаттии камераи вакуумӣ калонтар аст, пас аз он ки атомҳо ва молекулаҳои буғи плёнка аз сатҳи манбаи бухоршавӣ берун мешаванд, кам аз бархӯрди молекулаҳо ё атомҳои дигар халалдор мешаванд ва мустақиман ба сатҳи субстрате, ки бояд пӯшонида шавад, мерасанд. Аз сабаби ҳарорати пасти субстрат, зарраҳои буғи плёнка дар он конденсатсия мешаванд ва плёнка ташкил медиҳанд.
Барои беҳтар кардани часпиши молекулаҳои бухоршавӣ ва субстрат, субстратро бо роҳи гармкунии дуруст ё тозакунии ион фаъол кардан мумкин аст. Пӯшиши бухоршавии вакуумӣ аз бухоршавии мавод, интиқол то таҳшиншавӣ ба плёнка аз равандҳои зерини физикӣ мегузарад.
(1) Бо истифода аз роҳҳои гуногуни табдил додани дигар шаклҳои энергия ба энергияи гармӣ, маводи плёнка бо миқдори муайяни энергия (0.1 то 0.3 эВ) барои бухор шудан ё сублиматсия шудан ба зарраҳои газӣ (атомҳо, молекулаҳо ё кластерҳои атомӣ) гарм карда мешавад.
(2) Зарраҳои газӣ сатҳи плёнкаро тарк карда, бо суръати муайяни ҳаракат, асосан бе бархӯрд, дар хати рост ба сатҳи субстрат интиқол дода мешаванд.
(3) Зарраҳои газӣ, ки ба сатҳи субстрат мерасанд, якҷоя шуда, ядро мешаванд ва сипас ба плёнкаи фазаи сахт табдил меёбанд.
(4) Аз нав ташкил кардан ё пайванди кимиёвии атомҳое, ки плёнкаро ташкил медиҳанд.
2, гармкунии бухоршавӣ
(1) Бухоршавии гармидиҳӣ бо муқовимат
Бухоршавии гармкунии муқовиматӣ соддатарин ва маъмултарин усули гармкунӣ аст, ки одатан барои маводҳои рӯйпӯш бо нуқтаи обшавӣ аз 1500℃, металлҳои нуқтаи обшавии баланд дар шакли сим ё варақ (W, Mo, Ti, Ta, нитриди бор ва ғайра) татбиқ карда мешавад. Одатан, шакли мувофиқи манбаи бухоршавӣ сохта мешавад, ки бо маводи бухоршавӣ пур карда мешавад, тавассути гармии ҷараёнҳои электрикӣ барои об кардан, бухор кардан ё сублиматсия кардани маводи рӯйпӯшкунӣ, шакли манбаи бухоршавӣ асосан спирали бисёрришта, шакли U, мавҷи синусӣ, табақи тунук, қаиқ, сабади конусӣ ва ғайраро дар бар мегирад. Дар айни замон, ин усул талаб мекунад, ки маводи манбаи бухоршавӣ нуқтаи обшавии баланд, фишори буғи сершавии паст, хосиятҳои устувори кимиёвӣ дошта бошад, бо маводи рӯйпӯш дар ҳарорати баланд реаксияи кимиёвӣ надошта бошад, муқовимати хуби гармӣ, тағироти ночизи зичии қувва ва ғайра дошта бошад. Он ҷараёни баландро тавассути манбаи бухоршавӣ қабул мекунад, то маводи плёнкаро бо гармкунии мустақим гарм кунад ва бухор кунад ё маводи плёнкаро ба тигель, ки аз графит ва баъзе оксидҳои металлҳои ба ҳарорати баланд тобовар (масалан, A202, B0) ва дигар маводҳо барои гармкунии ғайримустақим сохта шудааст, мегузорад.
Пӯшиши бухоршавии гармидиҳии муқовиматӣ маҳдудиятҳо дорад: металлҳои оташгиранда фишори буғи паст доранд, ки сохтани плёнкаи тунук душвор аст; баъзе унсурҳо бо сими гармидиҳӣ ба осонӣ хӯла ташкил медиҳанд; ба даст овардани таркиби якхелаи плёнкаи хӯла осон нест. Аз сабаби сохтори оддӣ, нархи паст ва кори осони усули бухоршавии гармидиҳии муқовиматӣ, ин як татбиқи хеле маъмули усули бухоршавӣ мебошад.
(2) Бухоршавии гармидиҳии шуоъҳои электронӣ
Бухоршавии шуоъи электронӣ усули бухоршавии маводи рӯйпӯшкунӣ тавассути бомбаборон кардани он бо нури электронии зичии баландэнергия тавассути ҷойгир кардани он дар миси бо об хунукшаванда мебошад. Манбаи бухоршавӣ аз манбаи партоби электрон, манбаи қувваи шитоби электрон, миси (одатан миси), спирали майдони магнитӣ ва маҷмӯи оби хунуккунанда ва ғайра иборат аст. Дар ин дастгоҳ, маводи гармшуда дар миси бо об хунукшаванда ҷойгир карда мешавад ва нури электронӣ танҳо қисми хеле ками маводро бомбаборон мекунад, дар ҳоле ки қисми зиёди маводи боқимонда таҳти таъсири хунуккунии миси, ки онро метавон ҳамчун қисми бомбаборони миси ҳисоб кард, дар ҳарорати хеле паст боқӣ мемонад. Ҳамин тариқ, усули гармкунии шуоъи электронӣ барои бухоршавӣ метавонад аз ифлосшавӣ байни маводи рӯйпӯшкунӣ ва маводи манбаи бухоршавӣ пешгирӣ кунад.
Сохтори манбаи бухоршавии шуоъи электрониро ба се намуд тақсим кардан мумкин аст: таппончаҳои рост (таппончаҳои Буле), таппончаҳои ҳалқавӣ (аз ҷиҳати барқӣ каҷшуда) ва таппончаҳои электронӣ (аз ҷиҳати магнитӣ каҷшуда). Як ё якчанд тигелро дар иншооти бухоркунӣ ҷойгир кардан мумкин аст, ки метавонанд ҳамзамон ё алоҳида бухор шаванд ва бисёр моддаҳои гуногунро ҷойгир кунанд.
Манбаъҳои бухоршавии шуоъҳои электронӣ бартариҳои зеринро доранд.
①Зичии баланди манбаи бухоршавии бомбабордии шуоъи электронӣ метавонад зичии энергияи хеле баландтарро нисбат ба манбаи гармидиҳии муқовимат ба даст орад, ки метавонад маводҳои нуқтаи баланди обшавӣ, ба монанди W, Mo, Al2O3 ва ғайраро бухор кунад.
② Маводи рӯйпӯш дар таги мисии бо об хунукшуда ҷойгир карда мешавад, ки метавонад аз бухоршавии маводи манбаи бухоршавӣ ва аксуламали байни онҳо пешгирӣ кунад.
③Гармӣ метавонад мустақиман ба сатҳи маводи рӯйпӯш илова карда шавад, ки самаранокии гармиро баланд ва талафоти гармидиҳӣ ва радиатсияи гармиро паст мекунад.
Камбудии усули бухоршавии гармидиҳии шуоъи электронӣ дар он аст, ки электронҳои аввалия аз таппончаи электронӣ ва электронҳои дуюмдараҷа аз сатҳи маводи рӯйпӯш атомҳои бухоршаванда ва молекулаҳои боқимондаи газро ионизатсия мекунанд, ки баъзан ба сифати плёнка таъсир мерасонад.
(3) Бухоршавии гармидиҳии индуксионии басомади баланд
Бухоршавии гармидиҳии индуксионии басомади баланд ин ҷойгир кардани тигель бо маводи рӯйпӯш дар маркази печи спиралии басомади баланд аст, то ки маводи рӯйпӯш ҷараёни қавии гирдбод ва таъсири гистерезисро дар зери индуксияи майдони электромагнитии басомади баланд ба вуҷуд орад, ки боиси гарм шудани қабати плёнка то бухор шудан ва бухор шудан мегардад. Манбаи бухоршавӣ одатан аз печи басомади баланди бо об хунукшуда ва тигельи графитӣ ё керамикӣ (оксиди магний, оксиди алюминий, оксиди бор ва ғайра) иборат аст. Манбаи барқи басомади баланд басомади аз даҳ ҳазор то якчанд сад ҳазор Гц истифода мебарад, қувваи вуруд аз якчанд то якчанд сад киловатт аст, ҳар қадар ҳаҷми маводи мембрана хурдтар бошад, басомади индуксионӣ ҳамон қадар баландтар аст. Басомади печи индуксионӣ одатан аз найчаи мисии бо об хунукшуда сохта мешавад.
Камбудии усули бухоршавии индуксионии гармидиҳии басомади баланд дар он аст, ки танзими дақиқи қувваи вуруд осон нест, он дорои бартариҳои зерин мебошад.
①Суръати баланди бухоршавӣ
②Ҳарорати манбаи бухоршавӣ яксон ва устувор аст, аз ин рӯ, пайдоиши падидаи пошидани қатраҳои рӯйпӯш осон нест ва он инчунин метавонад аз падидаи сӯрохиҳои сӯзанӣ дар плёнкаи гузошташуда пешгирӣ кунад.
③Манбаи бухоршавӣ як маротиба бор карда мешавад ва ҳарорат нисбатан осон ва назорат кардан осон аст.
Вақти нашр: 28 октябри соли 2022