Жұқа қабыршықтардың балқу температурасын анықтау әдістемесі

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

1 Әдеби шолу

1. 1 Жұқа қабыршықтардың балқу температурасын анықтау әдістемесін әзірлеу

Жұқа қабыршықтарды алудын әдістерін физикалық деп бөлуге болады

(конденсация) (PVD - физикалық будың тұнбасы) [1], химиялық [2-3] және

газ фазалық химиялық әдістер (CVD) [4-6], олар аралық болып табылады

тозаңдану процесі жүзеге асырылғаннан бастап физикалық және химиялық арасындағы

затты газ тәрізді күйге айналдырумен байланысты, содан кейін, кезінде

химиялық реакция, ол субстратқа шығарылады. Өндіріс әдістері

қабыршықтар жабу жылдамдығы мен ауқымына қарай өзгеруі мүмкін

қол жетімді қалыңдығы. PVD және CVD үшін тұндыру жылдамдығы болуы мүмкін

шектер 1 . . . 1000 микрон / сағ құрайды, ал алынған үлгілердің қалыңдығы

0, 01 . . . 10 (100) микрон. Жылдамдықтың химиялық әдістерін қолданған кезде

100 . . . 1000 мкм / сағ құрайды, ал қабыршықтар қалыңдығы - 0, 1 . . . 1000 мкм; жарылғыш

(детонация) және плазмалық әдістер үлгілерді тұндыруға мүмкіндік береді

жылдамдығы 10 . . . 100 мм / сағ дейін, ал қалыңдығы 0, 1 . . . 10 мм пленкаларды алады.

Пленкаларды алуға арналған төсеніштер де сәйкес болуы керек

белгілі бір талаптарға сәйкес. Негізгі оларға қойылатын талаптар

механикалық, химиялық, физикалық және кристаллографиялық қасиеттері [7] .

Механикалық қасиеттерге өңдеу тазалығы, кедір-бұдырлықты жатқызуға болады,

механикалық беріктігі, қаттылығы, термиялық кеңею коэффициенті және

т. б. химиялық - пленкаларды жағу алдында тазалаудың төсеніштерінің тұрақтылығы,

пленкамен оны жасау және пайдалану кезінде өзара іс-қимыл жасау қабілеті

қатты ерітінділер, беттік фазалар және т. б. немесе керісінше,

пленка материалына қатысты толық индифференттілік. Бірі-жеке

және рекристализация температурасын атап өткен жөн, өйткені бұл

процестер, әдетте, алынған кезде және одан әрі

термоөңдеу пленка. Кристаллографиялық сипаттамалар мағынасы бар

сапалы бағдарланған жабындарды алу кезінде, қажет болғанда,

пленканың кристалды торының параметрлері және іс жүзінде

1. Нысананы бүрку кезінде бейтарап бөлшектермен тозаңдату

зарядталған иондардың (көбінесе

бұл Ar+

с энергиясы 0, 1-10 кэВ) . Бұл тәсілдерге магнетрондар жатады

(осы құрылғылардағы аса жоғары жиілікті (АЖЖ) тербелістер

нәтижесінде зарядталған электр және магнит өрісі

бөлшектер күрделі спирал тәрізді траекториялар бойынша қозғалады және

жоғары энергия) [14-16], ионды-сәулелі бүрку [17], диодтық және триодтық

жүйесі. Соңғылары қосымша жылдамдатушы және басқарушы пайдаланады

электрод.

2. Зарядталған бөлшектермен тозаңдату (плазма жағу процесінде

өспелі үлдірдің үстіңгі қабатымен әрекеттеседі және иондарды бейтараптандырады

тікелей төсекте) . Алудың осы тәсілдеріне тұндыру жатады

в тлеющем, магнетронном және дуговом разрядтарында [18] .

3. Термиялық тозаңдану. Бұл шын мәнінде термикалық, жалын,

жарылғыш булану, Жарық доғасындағы қыздыру, сондай-ақ плазмалық тозаңдану.

Зарядталған бөлшектердің конденсациясы кезінде-

Термиялық тозаңдандыруды қолданғаннан 100 есе жоғары, сондықтан,

тиісінше, алынған пленкалардың адгезиясы әлдеқайда көп.

Активтендіру және алдын ала

затты газ тәрізді күйге ауыстыру термиялық болуы мүмкін,

плазмалық, фотондық, лазерлік және т. б. газофазалық қасиеттерінің бірі

тәсілдерін алу мүмкіндігі болып табылады үлкен мөлшері бойынша және біртекті бойынша

қалыңдықтағы пленкалардың үстіңгі қабатының қалыңдығы [19] . Бақылауды жүзеге асыру

синтез процесіндегі жабын қалыңдығы спектрофотометриялық әдіспен болуы мүмкін,

кварцты резонанстық пластиналардың-куәлардың жиілігін Өзгертуді өлшеу жолымен

жабынның қалыңдығына, гравиметриялық және т. б. байланысты.

Жұқа пленкаларды алудың кейбір әдістерін қарастырайық.

1. Термовакуумдық (резистивті) булану. Металдардың булануы

10-2 вакуумда резистивті қыздырумен

-10-3 Па. Сіз жабу алуға болады

алюминий, күміс сияқты әртүрлі материалдар (негізінен металдар),

мыс, мырыш, кадмий, хром, никель, кобальт, кремний. Артықшылықтарға тұр

шөгудің жоғары жылдамдығы мен жабын алу мүмкіндігін жатқызуға

үлкен қалыңдық. Кемшіліктер өте тығыз емес құрылым

механикалық қасиеттері төмен [20-21] .

2. Электронды-сәулелік булану. Материалдар буланады

қосымша иондалған электрондық бума.

Булану 10-4 вакуумында болады

. . . 10-3 Па реактивті

газдардың Реактивті газдар ретінде N2, O2, CH4 болуы мүмкін. Бұл әдіс

металл пленкаларын алуға болады: Al, Ag, Cu, Ti, Cr, Ni, Co, Si, сондай-ақ

керамикалық: TiN, ZrN, ТіС, ZrС, TiСN, ZrСN, Al2О3, ТіО2, ЅіО2, ZrО2, ZrО2/У2О3.

Бұл әдістің артықшылығы-тұндыру жылдамдығы жоғары,

үлкен қалыңдықтағы (200 мкм дейін) және жоғары жабындарды алу мүмкіндігі

алынған пленкалардың тазалығы (ең аз қоспалар) . Кемшіліктерге жатқызу керек

қалыңдық пен стехиометрияның біркелкілігін құру қиындықтары.

3. Лазерлік булану (абляция) . Құрамы бойынша әртүрлі булану

лазерлік импульстің көмегімен, оның ұзақтығы

микросекундтан фемтосекундқа дейін түрленеді. Процесс кезінде жүзеге асырылады

жоғары вакуум жағдайында төсеніш температурасы 25÷350°С, жұмыс қысымы

шамамен 10-4 Па. Бұл әдіс үшін функционалдық пленкаларды алуға мүмкіндік береді

микроэлектроника: Sb2S3, As2S3, SrTiO3, BaTiO3, GaAs және жоғары сапалы

Алмаз тәрізді жабындар (DLC) [22] . Осы әдістің артықшылықтары

күрделі қосылыстар мен ең аз мөлшерін алу болып табылады

алынған үлгілердегі қоспалар. Алайда, оның күрделілігін атап өту керек

іске асыру.

4. Вакуумдық-доғалық булану. Материалдың булануы кезінде болады

доғалы разрядты катодты дақта қыздыру. Жабу кезінде шөгіледі

плазмалық разрядты иондармен бір мезгілде өзара әрекеттесуі. Булану

10-3 вакуумында болады

. . . 10-2 Па реактивті газдарды қолдану. В

реактивті газдар ретінде 0, 01 қысым кезінде N2, O2, CH4 болуы мүмкін . . . 1 Па,

Т = 300 . . . 600°С. бұл әдіспен металл пленкаларын алуға болады: Ti, Zr, Hf, Cr,

Ta, ni, Со, Si, MCrAlY (M=Ni, Co), қосылыстар: TiN, Crn, CrN, ti С, Ti С N, ZrСN,

TiAlN, Alcrn, ТіО2, Sio2, нанокомпозитов: Sic / Si3N4, Bn / Si3N4,

Алмаз тәрізді жабындар DLC. Кемшіліктерге мыналарды жатқызуға болады:

алынатын үлгілерінің құрылымы

пленкалардың шөгуі салыстырмалы жоғары температураларда болады.

5. Магнетронды бүрку. Нысананың материалын иондық тозаңдату

магнетрондық разрядта, жұмыс ортасы ретінде Ar таза газдар қолданылады,

N2, O2, CH4 қысымы Р = 0, 05-1 Па, үлгілерді алу температурасы

60 . . . 6000°С. кез келген пленкаларды алуға мүмкіндік береді. Әдіс қамтамасыз етеді

тығыз микро - (нано -) кристалдық құрылымы металл және

керамикалық жабындар. Алынған пленкаларда толық жоқ

металл тамшылы фаза, төмендеу кезінде жабу мүмкіндігі

температураларда жабындарды термосезімталатын материалдарға тұндыруға мүмкіндік береді.

Әдістің артықшылығы, сондай-ақ жоғары отырғызу жылдамдығы және талап етілетін

металл және керамикалық жабындардың қасиеттері. Кемшілігі

керамикалық үлгілерді алу кезіндегі әдісті іске асырудың техникалық күрделілігі

және жабдықтың салыстырмалы жоғары құны

6. Ионды-плазмалық тозаңдану. Нысананы тозаңдату жүзеге асырылады

төмен қысымды газ разрядты плазма иондарымен материалды бомбалағанда,

термокатод пен анод арасында қолдау көрсетіледі. Салыстырғанда

катодтық тозаңдану, ионды-плазмалық тозаңдану

жоғары вакуум (~ 0, 67 Па), бұл әлдеқайда аз мазмұнды қамтамасыз етеді

алынған пленкаларда қоспалар. Плазмалық қоректену электр тізбектері

бұл жағдайда разряд және нысаналар тәуелсіз. Әртүрлі қарастырайық

бұл әдістің түрлері.

Нысанаға тұрақты әлеуеті бар үшодтық схема. Бұл жағдайда,

бүріккіш материалдың нысаны тұрақты теріс

плазма әлеуетіне қатысты потенциал. Осындай тәсілмен тозаңдатылған

атомдар параллель нысанаға шөгеді.

Оқшауланған көзі бар триодты схема-плазма

оқшауланған қосалқы камерада, күшті магнит өрісі

содан кейін тарату камерасына жіберілетін ион шоғыры, онда

нысан орналасқан. Нысанаға теріс әлеует беріледі,

материалды бүрку үшін жеткілікті.

Магнетронды бүрку. Плазмалық разряд облыста концентрацияланады

магнетронның электр магнит өрісіне көлденең

қозғалыс ұзындығын арттыру есебінен газдың иондану дәрежесін күшейтуге мүмкіндік береді

анод айналасында спиральді траекториялар бойынша электрондарды шоғырландыру және иондар шоғырландыру

шашыраңқы нысанадағы плазма. Егер жоғары жиілікті пайдалансаңыз (жж)

потенциал, онда қосымша электродтар қажет емес. 13, 56 жиілігінде

мегагерц плазма электрондары аралығында тербелмелі қозғалыстар жасайды

газ атомдарымен соқтығысулар арасындағы уақыт пен энергия алады

иондау үшін жеткілікті. Бұл әдіс RF-магнетрон деп аталды

тозаңдану. Ол аморфты пленкаларды алу үшін ең көп қолданылады

күрделі химиялық құрамды, оның ішінде металл диэлектрик нанокомпозиттерді,

аморфты металл бойынша көптеген жарияланымдар

олардың негізінде жж әдісімен алынған қорытпалар мен гетерогенді жүйелер

магнетронды бүрку.

7. Ионды-сәулелі бүрку. Бұл әдіс-бұл бір түрі

ағын қалыптасатын ионды-плазмалық тозаңдану

тәуелсіз көзден инертті газдың жоғары энергетикалық иондары,

нысанаға бағытталатын. Бұл иондардың көзі объектімен байланысты емес

бұл ферромагнитті металдардан және

қорытпалар.

Жұмыс газына белсенді газдарды (оттегі, азот және т. б. ) қосу кезінде

химиялық өнім болып табылатын зат алуға болады

жұмыс газы мен нысана материалы арасындағы реакциялар. Бұл әдіс белгілі

реактивті бүрку және оксидті немесе нитридті алу үшін пайдаланылады

фильм (көбінесе SiO2, Al2O3 және т. б. ) . Диэлектриктерді шашырату кезінде

нысананың бетінде оң зарядты бейтараптандыру. Бұл мүмкін

қарқынды электрондық ағынын қалыптастыру арқылы жасау [17] . Бұл үшін

термоэмиссия температурасына дейін қыздырылған вольфрам электрондарын пайдаланады

жіп (оны компенсатор деп атайды) . Бұл тозаңдаудың артықшылығы

диэлектрлік пленкаларды тозаңдату және тозаңдату мүмкіндігі

(иондық тазалау) үшін жабынды жағар алдында төсеніштің беті

анодта тұрақты кернеуді пайдалана отырып, адгезияның ұлғаюы.

8. Спрей-пиролиз әдісі. Қазіргі заманғы әдістеме

уақыт өте кең даму және тарату. Жатады химиялық

әдістері алу пленка. Термиялық ыдырайтындардан тұратын аэрозольдер

күрделі немесе қарапайым оксидтердің тиісті материалдарының тұздарын

қыздырылған төсеніштер. Осы тәсілді қолданған жағдайда,

тұзды компоненттерді қыздыруға әртүрлі төзімділікті ескеру керек, өйткені

олардың бір бөлігі төсекке ұшуда тағы да ыдырауы және шөгуі мүмкін

қатты бөлшектер мен агломераттар, немесе пиролизге тек содан кейін ғана қатысу,

микрокапля субстрат-тасығыштың берілген температурасына жетеді. Бұл

құбылыс химиялық және фазалық біртектіліктің бұзылуына ықпал етуі мүмкін

пленка, сондай-ақ кейбір тұзды ұшудың жоғары дәрежесі сияқты

қосылыстар. Бастапқы ерітінділердің құрамын түзету қажет.

оларда ұшу компоненттерінің үлесі. Теріс әсерді төмендету үшін

көрсетілген факторларды жұмыс ерітінділеріне осы ерітіндіге енгізеді.

бұл ыдырау температурасын нивелирлеуге мүмкіндік береді

тұз. Полимері бар ерітінділер де пленкалардың біркелкілігін жақсартады,

олардың адгезиялық және когезиялық беріктігін арттырады

жоғары пленкообразующим қасиеттері [22] .

Пайдаланылған әдебиеттер

1. Берлин, Е. В. Вакуумная технология и оборудование для нанесения и

травления тонких пленок. / Е. В. Берлин, С. А. Двинин, Л. А. Сейдман. - М. :

Техносфера, 2007. - 176 c.

2. Аверин, И. А. Особенности синтеза и исследования нанокомпозитных

пленок, полученных методом золь-гель-технологии / И. А. Аверин, А. А. Карманов,

В. А. Мошников, Р. М. Печерская, И. А. Пронин // Известия высших учебных

заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. - 2012. - № 2 (22) .

- С. 155 - 162.

3. Мошников, B. А. Золь-гель технология наноструктурированных

материалов / B. А. Мошников, О. А. Шилова // Нанотехнология: Физика, процессы,

диагностика, приборы; под ред. В. В. Лучинина, Ю. М. Таирова. - М. : Физматлит,

2006. - C. 205 - 249.

4. Патрушева, Т. Н. Растворные пленочные технологии: учебное пособие /

Т. Н. Патрушева. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. - 140 с.

5. Metlin, Yu. G. Chemical routes for preparation of oxide high-temperature

superconducting powders and precursors for superconductive ceramics, coating and

composites / Yu. G. Metlin, Yu. D. Tretyakov // J. Mater. Chem. 1994. - Vol. 4(11) . - P.

1659 - 1665.

6. Ледовская, Е. Г. Получение порошка аморфного оксида кремния / Е. Г.

Ледовская, С. В. Габелков, Р. В. Тарасов, Н. С. Полтавцев, Ф. В. Белкин // Вестник

Нац. техн. ун-та "ХПИ": сб. науч. тр. Темат. вып. : Химия, химическая технология

и экология. - Харьков: НТУ "ХПИ". - 2009. - № 40. - С. 130-137

7. Панфилов, Ю. Нанесение тонких пленок в вакууме. / Ю. Панфилов //

Технологии в электронной промышленности. - 2007. - №3. С. 76 - 80.

8. Можаев, А. П. Методы синтеза высокотемпературных сверхпроводников /

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

Ұқсас жұмыстар

Сутектік байланыс. Металдық байланыс. Кристалдар, қатты денелер Катализаторлар

Орта мектептің химия курсында «мұнай және мұнай өнімдері» тарауын оқытуда интербелсенді әдісін қолдану

Жоғары олейнді күнбағыс майын алу технологиясын жобалау

Жылдық өнімділігі 45 мың м2 фасадты керамикалық плиталар өндіретін заводтың технологиялық шешімдері

Жылу мөлшерін есептеу

Отынның техникалық талдануы

Зергерлік бұйымдар сапасын эстетикалық көрсеткіштерін кешенді бағалау

Сызықтық өлшемдерді өлшеу

Пвс-амин қышқылы, пвс-карбон қышқылы құрамды полимерлі жабындылардың физика-химиялық қасиеттері мен анализі

Жылу коллекторының конструкциясы

Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.

Ақпарат

Қосымша

Email: info@stud.kz