Ионное распыление
Плазма как особое состояние вещества. Методы создания плазмы.
Плазма — четвертое состояние вещества, характеризующееся наличием свободных, не связанных в атомы электронов и ионов,— все шире используется в различных технологических процессах для нанесения, удаления и перераспределения вещества в твердом теле. Под плазменной технологией понимают технологические процессы, протекающие в объеме плазмы или при ее взаимодействии с поверхностью твердого тела. Если при этом наблюдаются химические превращения веществ, процессы называются плазмохимическими.
Для осуществления многих тп применяют бомбардировку поверхности твёрдого тела ионами,извлечёнными из плазмы и ускоренными в направлении твёрдого тела. Бомбардировка сопровождается следующими эффектами;десорбцией газа с поверхности,удаления загязнений; очисткой поверхности от тонкой окисной пленки-образованием дефектов в приповерхностном слое; распылением материалов; конденсацией и образованием пленки на повеохностью, если бомбардировка осуществляется ионами конденсирующегося вещества.
|
|
Перевод материала плёнки в газообразное состояние осуществляют или методом термического испарения, или ионным распылением.
Еще в 1852 г. было установлено, что при прохождении электрического тока через разреженные газы происходит разрушение катода и на стенках камеры осаждается покрытие. В наиболее простом варианте устройство для ионного распыления состоит из распыляемого катода (мишень), на который подают потенциал от 1 до 10 кВ, и анода с расположенными на его поверхности подложками.
С. целью уменьшения потерь энергии распыленных атомов в процессе их движения в газовой фазе расстояние между анодом и катодом делают минимальным. Процесс распыления может производиться в химически активной среде, которая специально создается в рабочей камере. В этом случае процесс называют реактивным ионным нанесением плёнки. Таким методом на поверхности подложки формируют слои из оксидов, нитридов, карбидов металла. Наиболее интенсивно в настоящее время применяют устройства для плазменной металлизации, в которых испарение и ионизация рабочего вещества осуществляются дуговым разрядом, причем для этой цели используется как стационарный, так и импульсный режимы.
Вакуумные установки для получения пленок чрезвычайно разнообразны по конструктивной компоновке, однако чаще всего имеют одну и ту же структурную схему. Обязательными элементами являются вакуумная система, состоящая из устройств для получения вакуума (вакуумные насосы, коммутационные и соединительные элементы), и рабочая камера, в которой располагаются:
|
|
1) приспособления для испарения или распыления материалов; 2) транспортирующие устройства, обеспечивающие шлюзовую загрузку и выгрузку подложек, ввод и вывод из рабочей зоны, перемещение испарителей и другие операции; 3) вспомогательные устройства (нагреватели, охладители, экраны, заслонки, дозаторы и др.).
32. Электрохимическая обработка. Расчёт производительности процесса.
Методы электрохимической обработки основаны на химических процессах, возникающих в результате прохождения электрического тока через цепь, образованную электродами и находящейся между ними жидкостью (электролитом).
Механизм процесса заключается в следующем. Поверхность заготовки подвергается электрохимическому растворению, являясь анодом системы. Если катод имеет определенный профиль, на разных участках анода будет разная плотность тока соответственно расстояниям между отдельными участками анода и катода. Поэтому растворение на этих участках идет с разной скоростью, и образуется обратное изображение катода на аноде.
Количество металла, удаляемого с анода, рассчитывается согласно первому закону Фарадея,
М=к* l*е,
где к - весовой электрохимический эквивалент, г/А*ч-
l—сила тока, А;
t — время прохождения тока,