Vakuum birligi ma'lum miqdordagi tarkibiy qismlardan iborat bo'lgan bir xil tizimdir. Bunday o'rnatishning har bir elementi muayyan funktsiyalarni bajaradi. Vakuum qurilmalarining eng muhim tarkibiy qismlaridan biri bu vakuum nasosi bo'lib, ularning soni juda ko'p bo'lishi mumkin. Ko'pincha, qurilma barcha komponentlar uning ichida o'zaro ta'sir qiladigan tarzda qurilgan. Faqatgina bunday vaziyat yuzaga kelgan taqdirda, haqiqatan ham yuqori samaradorlik ko'rsatkichlariga erishish mumkin bo'ladi. Bunday o'rnatishlarning asosiy vazifasiga kelsak, unda, shubhasiz, chuqur texnik vakuum yaratish.

Bunday jarayonlar havo yoki gaz aralashmalarini pompalashda ayniqsa muhim rol o'ynaydi. Ammo vakuumli qurilmalar nafaqat sanoatda, balki uyda ham samarali qo'llanilishi mumkinligini o'tkazib yubormang. Uy vazifalarida vakuum birliklari hech qanday moddiy yuklamasdan ishlaydi va ulkan ishlash ko'rsatkichlarini taqdim etishga qodir.

Bunday qurilmalarda korxonalarga bo'lgan talabga kelsak, bunga hech qanday shubha yo'q. Ayni paytda ko'plab ishlab chiqaruvchilar ushbu maqsadlar uchun mahsulotlarga qiziqish bildirmoqda. Ko'pgina ishlab chiqaruvchilar hatto bunday qurilmalarni birinchi bo'lib olish uchun ortiqcha to'lashga tayyor.

Endi biz vakuum qurilmalari tizimning ajralmas qismiga aylangan sohalarni ko'rib chiqamiz:

• To'qimachilik sanoati
• Mashinasozlik
• Metallurgiya
• Oziq-ovqat sanoati
• Kimyo sanoati
• Mashinasozlik
• Farmatsevtika

Ammo bu ushbu turdagi uskunalarga muhtoj bo'lgan sanoatning barcha ro'yxatidan uzoqdir. Ammo ushbu ro'yxatga nazar tashlasak, bu haqiqatan ham ushbu turdagi barcha jihozlar orasida eng amaliy variantlardan biri bo'lib tuyuladi.

Agar vakuum blokining standart konfiguratsiyasi foydalanuvchi uchun etarli bo'lmasa, u hech qanday muammosiz qo'shimcha uskunani sotib olishi mumkin. Bu jarayonni oson va ayni paytda samarali qilish uchun mo'ljallangan. Ko'pgina foydalanuvchilar ushbu imtiyozlardan foydalanadilar va ish jarayonini sezilarli darajada soddalashtirish va uni yanada ishonchli qilish uchun qo'shimcha uskunalar sotib olishadi.

Vakuum qurilmalarining asosiy vazifalari tizim ichida yuqori va o'ta yuqori vakuum darajalarini yaratish va saqlash deb atash mumkin. Ammo bu bunday o'rnatish imkoniyatlarining to'liq ro'yxatidan uzoqdir. Ular, shuningdek, turli qismlarni yaratishda juda samarali bo'lishi mumkin, bu ularning asosiy afzalligi. Ammo shunga qaramay, ko'pincha bunday qurilmalar juda yuqori vakuum hosil qilish uchun sotib olinadi, chunki boshqa qurilmalar bunga dosh bera olmaydi.

Ammo, har kim bunday tizimlarning asosiy elementlarini maqtashiga qaramay, alohida rol o'ynaydigan juda ko'p ikkilamchi elementlar ham mavjud. Axir, qabul qilish uchun maksimal ta'sir vakuumli qurilmalardan faqat tizimning barcha elementlari bir-biri bilan faol o'zaro ta'sir qilsagina mumkin. Aks holda, bunday uskunaning ta'siri shunchaki bo'lmaydi.

Vakuum blokining asosiy elementlari:

• Vakuum o'lchagich - bu tizim ichidagi bosimni o'lchash va u bilan bog'liq bo'lgan asosiy jarayonlarni kuzatish uchun qurilma.
• Vakuum tsilindrlari tizim ichida vakuum yaratish jarayonida muhim bo'lgan asosiy elementlardan biridir.
• Vakuum quvurlari - bu o'rnatishning ma'lum qismlarida barcha suyuqliklarning harakatlanishini ta'minlaydigan qo'shimcha uskunalar.
• Vakuum nasoslari deyarli barcha funktsiyalarni bajaradigan o'rnatishning asosiy qismidir va ularsiz tizim ichida vakuum hosil bo'lishi mutlaqo mumkin emas.

Zamonaviy vakuum bozori bizga shunga o'xshash mahsulotlarning katta tanlovini taqdim etadi. Busch bozordagi yetakchi kompaniyalardan biri hisoblanadi. Ushbu kompaniya uzoq vaqtdan beri o'zini e'lon qilishga muvaffaq bo'ldi va shu kungacha o'z obro'sini yuqori darajada saqlab kelmoqda.

Busch zavodlarining asosiy afzalliklaridan biri bu mumkin bo'lgan eng yuqori darajada bo'lgan sifatdir. Endi bozorda siz bir vaqtning o'zida ushbu kompaniyaning bir nechta mahsulotlarini ko'rishingiz mumkin.

• Vakuumli qurilmalar
• Puflagichlar
• Vakuum nasoslari

Ayni paytda kompaniyaning yuqoridagi barcha sohalarda tengi yo'q. Ushbu ishlab chiqaruvchi haqiqatan ham muhim bozor o'rnini egallashi mumkin va shu bilan uning mahsulotlari barcha standartlarga javob beradigan va bozorda birinchi o'rinni egallashga loyiq ekanligini isbotlaydi.

UVN vakuumli purkagichlar

UVN vakuumli purkash moslamasi bir birlikdir butun chiziq funktsional xususiyatlar... Shunga qaramay, eng muhim nuqta - bunday uskunani qo'llash doirasi. Ushbu turdagi qurilmalar deyarli barcha sohalarda faol qo'llaniladi, shuning uchun ulardan birini nomlash juda muammoli.

Bittasi aniq afzalliklar shunga o'xshash qurilmalar, to'rtta olinadigan texnologik modullarning mavjudligi. Ularning har biri ma'lum funktsiyalarni bajaradi, bu esa, aslida, yuqori ishlash ko'rsatkichlariga erishish imkonini beradi.

UVN-1M bunday o'rnatishlarning eng amaliy modellaridan biri bo'lib, u o'rtacha narxiga qaramay, juda ko'p ijobiy fazilatlarni o'zida mujassam etgan. Bu birlik nafaqat yuqori ishlash ko'rsatkichlari, balki yuqori sifat, barqarorlik va maqtana oladi keng qamrovli ilova.

Haqida ko'rinish shunga o'xshash o'rnatish, u juda oddiy emas va hali ham ma'lum qo'shimchalarga ega. Ko'pincha bunday tizimlarning modullari maxsus shisha vakuum kamerasi bilan yopiladi. Ushbu vosita modullarni turli tahdidlardan himoya qilish imkonini beradi.

Ammo bu afzalliklarning to'liq ro'yxati emas, chunki boshqa narsalar qatorida bunday o'rnatishlar haqiqatan ham juda samarali ekanligini ko'rsatadigan juda ko'p jihatlar mavjud.

Vakuum quyish zavodlari

Bunday o'rnatishning asosiy maqsadlaridan biri tish qotishmalarini quyishdir. Shunga o'xshash vazifa bilan ushbu turdagi vakuumli qurilmalar juda yaxshi ishlaydi. Shuning uchun ko'pchilik shunga o'xshash ishlashi uchun shunga o'xshash uskunani sotib olishni boshladi.

Shunisi e'tiborga loyiqki, bunday qurilmalarda faol sovutish mavjud bo'lib, bu o'rnatishni haddan tashqari qizib ketmaslikka imkon beradi, bu ham muhim rol o'ynaydi. Inert gazni bunday qurilmalarning asosiy komponenti deb hisoblash mumkin, bu esa qurilmani eng ishonchli ishlatish va har xil turdagi qotishmalarning oksidlanishiga yo'l qo'ymaslik imkonini beradi.

Bunday o'rnatishlar ko'pincha stomatologiya sohasida qo'llaniladi. Agar so'ralsa, ular boshqa sohalarda ham qo'llanilishi mumkin, ammo undan alohida foyda olish juda muammoli bo'ladi.

Vakuumli metallizatsiyani o'rnatish

Mahsulotlarga sifatli qoplamalarni qo'llash eng oson jarayondan uzoqdir. Bunday protseduraning natijasi yuqori sifatli bo'lishi uchun buning uchun maxsus jihozlardan foydalanish kerak. Vakuumli metallizatsiya moslamasi bu borada eng yaxshisidir. Metallizatsiya jarayonining o'zi materialni turli omillar ta'siridan himoya qiladigan nozik bir plyonkani qo'llashdir.

Ushbu birliklarning eng ko'p sotiladigan variantlaridan biri vertikal eshik variantidir. Qulaylik nuqtai nazaridan, bu variant an'anaviy materialdan sezilarli darajada ustundir, chunki materialni yuklash va tushirish ancha oson.

Vakuumli metallizatsiya zavodlarida qayta ishlanadigan materiallar:

• Shisha
• Plastik
• Metall
• Keramika

Vakuum zavodi ishlab chiqaruvchilari

Ishlab chiqaruvchining roli ham oxirgidan uzoqdir. Bunday o'rnatishlarni mahsulot sifati va ishonchliligining barcha kafolatlarini ta'minlay oladigan ishonchli etkazib beruvchilardan sotib olish yaxshidir.

Vakuum tizimlarining eng ishonchli ishlab chiqaruvchilari:

• Edvards
• Bekker
• Atlas kopko

Yuqoridagi barcha ishlab chiqaruvchilar imkon qadar ishonchli va siz ularga ishonishingiz mumkin. Buni ularning sotuv ko'rsatkichlari bilan tushunish mumkin, chunki bu kompaniyalarning barchasi eng yuqori sifatli va eng yaxshi beshlikka kiritilgan. istiqbolli kompaniyalar vakuumli qurilmalarni sotish uchun.

Metallni vakuum bilan cho'ktirish orqali sirtni qayta ishlash turli xil materiallardan tayyorlangan mahsulotlarning ijobiy xususiyatlarini yaxshilashga imkon beradi. Metall qismlar korroziyadan himoyalangan, elektr tokini yaxshiroq o'tkazadi va estetik jihatdan yoqimli bo'ladi. Plastmassa buyumlarni metalllashtirish engilroq va arzonroq materiallardan yuqori sifatli va chiroyli qismlarni olish imkonini beradi. Bu, ayniqsa, avtomobilsozlik sanoati uchun to'g'ri keladi, chunki plastik qismlarni metalllashtirish transport vositalarining og'irligini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Metalllashtirilgan mo'yna mo'ynali kiyimlarning eksklyuzivligini, o'ziga xosligini beradi va mavsumning yangi tendentsiyasidir.

Alfa-K kompaniyasida siz turli xil materiallardan, shu jumladan mo'ynadan tayyorlangan mahsulotlar uchun vakuumli metall püskürtme buyurtma berishingiz mumkin.

Usullari

Texnologiyaning mohiyati shundan iboratki, vakuum sharoitida maxsus jihozlarda eng kichik metall zarralari ishlov beriladigan qismning ishchi yuzasiga o'tkaziladi. Qoplamalar hosil bo'lganda, asosiy metall bug'lanadi, kondensatsiyalanadi, so'riladi va kristallanadi. gaz muhiti, uzoq muddatli qoplamani yaratish. Ish qismining turiga, metall plyonkaning xususiyatlariga va tanlangan püskürtme rejimiga qarab turli xil effektlar olinadi. Deyarli har qanday metallni püskürtmek mumkin: alyuminiy, nikel, xrom, mis, bronza, oltin, titanium va boshqalar. O'ziga xos xususiyatlar va xususiyatlarni hisobga olgan holda, har bir metall turli xil usullar va usullarni talab qiladi. Misol uchun, past aşınma qarshilik tufayli, maxsus texnologiya alyuminiyni vakuumli cho'ktirishni talab qiladi. Shuning uchun kompaniyamizda faqat yuqori malakali va tajribali mutaxassislar ishlaydi. Metallizatsiya turli yo'llar bilan amalga oshiriladi.

Vakuum-plazma

Bunday tizimlarda ma'lum bir gaz bosimi ostida metall manbaning kuchli isishi natijasida metalllashtirilgan qoplama hosil bo'ladi, buning natijasida u bug'lanadi va zarrachalar ishlov beriladigan qismga joylashadi. Kamera metall, shisha, har doim suv sovutish tizimi bilan bo'lishi mumkin. Püskürtülmüş elementni isitish uchun quyidagi bug'lashtirgichlar qo'llaniladi:

• to'g'ridan-to'g'ri isitiladigan sim yoki lenta volfram yoki molibden bug'lantiruvchi;
• elektron-radial, elektr bombardimon qilish orqali isitish hosil qiladi.

Qismga püskürtülmesi kerak bo'lgan asosiy metall yoki qotishmaga muvofiq, issiqlik almashtirgichdagi isitish harorati o'rnatiladi, u 20 ming ° S ga yetishi mumkin. Agar püskürtülecek metall ishlov beriladigan materialga juda yaxshi yopishmasa, birinchi navbatda yuqori yopishqoqlik xususiyatiga ega bo'lgan metallning asosiy qatlami qo'llaniladi.

Ion vakuum

Ushbu usulning asosiy afzalligi evaporatatorni juda ko'p isitish zarurati yo'qligi hisoblanadi. Metall manfiy zaryadlangan gaz ionlari bilan bombardimon qilish orqali püskürtülür. Bunday muhitni yaratish ish kamerasi ichidagi maxsus oqimlar tufayli mumkin. Buning uchun uskuna magnit sovutish tizimidan foydalanadi. Püskürtülmüş elementni püskürtmek uchun porlash razryadi 4 kV gacha bo'lgan yuqori kuchlanishni qo'llash orqali 2 elektrod o'rtasida hosil bo'ladi. Ish kamerasida bosimi 0,6 Paskalgacha bo'lgan gazsimon muhit yaratiladi. Xuddi shunday printsip, shuningdek, maxsus uskunalar yordamida vakuumli ion-plazma püskürtme uchun ham qo'llaniladi.

Püskürtme uchun mos bo'lgan yuzalar

80 ° C gacha qizdirishga va ixtisoslashtirilgan laklarning ta'siriga bardosh bera oladigan har qanday narsalar. Texnologiyaning afzalligi shundaki, mahsulotlarga mis qoplamalar, oynali xrom qoplamalar, zargarlik buyumlari, nikel qoplamalar ta'sirini berish uchun birinchi navbatda yuzalarni parlatish kerak emas. Ko'pincha plastmassa, shisha, metall qotishmalari, turli polimer va keramika mahsulotlaridan tayyorlangan qismlar vakuumli metallizatsiya bilan qoplanadi. Kamroq, lekin baribir texnologiya yog'och, to'qimachilik, mo'yna kabi yumshoqroq materiallar uchun ishlatiladi.

Baza va qoplamalarning yaxshi muvofiqligi tufayli metall blankalar va metall qotishmalaridan tayyorlangan mahsulotlarni qayta ishlash qo'shimcha sarf materiallaridan foydalanishni talab qilmaydi. Holbuki, polimerlar himoya va yopishtiruvchi birikmalar bilan astarlanishi kerak. Polimer ish qismlarining deformatsiyasini oldini olish va vakuumli metallizatsiya paytida ish muhitida stressni kamaytirish uchun maxsus modifikatsiya qiluvchi komponentlar va materialning tarqalishi rejimlari qo'llaniladi.

Qoplama bosqichlari

Turli mahsulotlarga metallni vakuum bilan joylashtirishning texnologik jarayoni bir necha ketma-ket bosqichlarni o'z ichiga oladi:

• Qismni tayyorlash. Ish qismi maksimal darajada bo'lishi muhimdir oddiy shakl, kondensatsiya uchun erishish qiyin bo'lgan joylarsiz.
• Himoyani qo'llash. Past molekulyar og'irlikdagi plomba moddalarini o'z ichiga olgan polimer substratlarga diffuziyaga qarshi qoplama qo'llanilishi kerak.
• Quritish. 3 soat davomida qismlar 80 daraja Selsiyda quritiladi, bu esa so'rilgan namlikni olib tashlaydi.
• Yog'sizlantirish. Ish qismi vakuum kamerasida porlash oqimi yordamida yog'sizlanadi. Bu, ayniqsa, polimerlarning tuzilishiga yaxshi ta'sir qiladi.
• Faollashtirishni qayta ishlash. Qayta ishlash usuli mahsulotning materialiga qarab tanlanadi, metalllashdan oldin sirtning yopishqoqligini oshirish kerak.
• Metall purkash. Kondensatsiya ishlov beriladigan qismda metalllashtirilgan qatlam hosil qiladi.
• Qoplama sifatini nazorat qilish. Dekorativ qismlar bir xillik va chidamlilik uchun tekshiriladi. Texnik mahsulotlar qo'shimcha ravishda yopishqoq lenta, ultratovush tebranishlari, ishqalanish va boshqalar yordamida sinovdan o'tkaziladi.

Qoplama zavodlari juda ko'p elektr energiyasini iste'mol qiladigan juda murakkab va qimmat uskunalardir. Murakkab texnologik tsiklni yaratish uchun juda keng xona kerak, chunki bir nechta ko'p funktsiyali qurilmalarni joylashtirish kerak. Vakuum tizimining asosiy tarkibiy qismlari:

• Kondensatsiyalanuvchi metallar manbai bilan birgalikda elektr ta'minoti va boshqaruv bloki.
• Vakuum maydonini yaratadigan va gaz oqimlarini tartibga soluvchi gaz taqsimlash tizimi.
• Vakuumli metallizatsiya uchun ish kamerasi.
• Issiqlik nazorati bloki, qalinligi va püskürtme tezligini nazorat qilish, qoplama xususiyatlari.
• Tashish birligi ish qismlarining holatini o'zgartirish, ularni oziqlantirish va kameradan olib tashlash uchun javobgardir.
• Tugunni blokirovka qiluvchi qurilmalar, gaz filtrlari, amortizatorlar va boshqa yordamchi uskunalar.

Magnetron va ion-plazma vakuum uskunalari turli o'lchamlarda bo'lishi mumkin, kichikdan, bir necha litrli kameralar bilan, juda katta, bir necha kub metrli kameralar bilan.

Alpha-K vakuumli cho'ktirishning turli usullarini ta'minlash uchun etarli ishlab chiqarish quvvatiga va tegishli uskunaga ega. Siz titan, mis, alyuminiy, guruch, xrom, turli qotishmalar va boshqalar kabi har qanday materiallardan mahsulotlarni ion-plazma qoplamasiga buyurtma berishingiz mumkin. Biz yuqori sifatli ish va sodiq narxlarni kafolatlaymiz.

ZENKO PLASMA kompaniyasi FHR Anlagenbau GmbH (Germaniya) bilan hamkorlikda arxitektura oynalarini ishlab chiqarish uchun mikroelektronika, fotovoltaiklar, sensorlar, optika, MEMS, organik displeylar (OLED) uchun vakuumli joylashtirish tizimlarini taklif etadi. FHR nemis qurilishining eng yuqori sifati, namoyish jarayonlari uchun o‘ziga xos uskunalar parki, buyurtma bo‘yicha deyarli har qanday tizimni yasash qobiliyati va yuqori texnologiyali uskunalarni ishlab chiqarishdagi 20 yildan ortiq tajribasi bilan ajralib turadi. Shu bilan birga, FHR Sentrotherm photovoltaics AG xoldingi tarkibiga kiradi - fotovoltaiklar, mikroelektronika va yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish uchun uskunalar ishlab chiqarish bo'yicha jahon yetakchilaridan biri. ZENKO PLAZMA konsalting, yetkazib berish, ishga tushirish, kafolat va kafolatdan keyingi xizmatlarni taqdim etadi.

Quyidagi vakuumli yotqizish tizimlari taklif etiladi:

Roll-to-roll- kengligi 2400 mm (2,4 m) gacha bo'lgan polimer va metall plyonkalarga (roll-to-roll printsipiga muvofiq) metall, oksid va nitrid qatlamlarini magnetron yoki termal püskürtme uchun sanoat tizimlari. Ushbu tizimlar yupqa metall va polimer plyonkalar asosidagi prokat materiallarini qayta ishlashda, oziq-ovqat sanoatida, moslashuvchan (organik) elektronika, moslashuvchan quyosh batareyalari (nozik plyonkali texnologiyalar CIGS, CdTe, a-Si) ishlab chiqarishda qo'llaniladi. yuqori aks ettiruvchi optik qoplamalarni yotqizish uchun , to'siq, o'tkazuvchan, izolyatsion qatlamlar. Quyidagi texnologik jarayonlar qo'llab-quvvatlanadi: magnetronli purkash (DC, MF, RF rejimlari), sirtni ion nurlari bilan tozalash, quruq o'tlash, termal püskürtme, termik tavlanish, plazma kimyoviy yotqizish (PECVD) Jarayonga qarab, vakuumli yuklash shlyuzi mumkin.

Chiziq- kengligi 2,2 m gacha va uzunligi 4 m gacha bo'lgan shisha yoki metall tagliklarga gorizontal yoki vertikal ishlov beradigan sanoat vakuumli cho'kma tizimlari.Ular asosan yupqa plyonka ishlab chiqarishda shaffof o'tkazuvchan oksidlarni (TCO) yotqizish uchun ishlatiladi. quyosh xujayralari; issiqlik uzatish koeffitsientini, yorug'lik o'tkazuvchanligini yaxshilash uchun me'moriy shisha ishlab chiqarishda; displeylar ishlab chiqarishda (shu jumladan OLED), himoya qoplamalarini qo'llashda. In-line ishlov berish liniyasi eng yuqori ishlash va sifatli püskürtülmüş plyonkalarni ta'minlaydi. Substratning o'lchamiga, mahsuldorlikka va püskürtme jarayonining parametrlariga qarab individual konfiguratsiya mumkin.

Yulduz- bu seriya mikroelektronika, optika, MEMS, sensorlar sohasida kichik ishlab chiqarish va ilmiy-tadqiqot ishlari uchun yagona ishlovga ega klaster tipidagi tizimlardir. Diametri 300 mm gacha bo'lgan plitalar va kassetalar bilan bitta yuklash bilan ishlashga imkon beradi. Markaziy robot tizimning texnologik modullari orasidagi substratni harakatga keltiradi. Plitalarni yuklash shlyuzi, texnologik modullar bilan jihozlanishi mumkin: qirqish (PE, RIE), termal bug'lanish, elektron nurli bug'lanish, termal tavlanish (RTP / FLA), magnetronli püskürtme, plazma kimyoviy birikmasi (PECVD, CVD), atom qatlamini cho'ktirish ( ALD) ... Ushbu seriyali tizimlar bitta o'rnatishda bir nechta texnologik jarayonlarga ega bo'lish zarur bo'lganda dolzarbdir. Devor orqali toza xona sharoitida o'rnatish mumkin.

Boxx- ushbu seriyali püskürtme tizimlari kichik partiyalarni ishlab chiqarishda substratlarni guruhli qayta ishlashni ta'minlaydi optik tizimlar, MEMS va sensorlar. Tizimlar vakuumli yuklash qulfi bilan jihozlanishi mumkin. Substratlar ish kamerasi ichidagi aylanuvchi barabanga qo'lda yuklanadi. Baraban aylanayotganda, substratlar magnetronli püskürtme (DC, RF) ning turli qismlaridan o'tadi, bu bir jarayonda bir nechta materiallarni püskürtmek imkonini beradi. Plazma sirtini tozalash bo'limi kerak bo'lganda o'rnatiladi. Majburiy emas, bir nechta bunday barabanlarni o'rnatish, shlyuzli yuklashdan foydalanish, shuningdek, püskürtme jarayonida substratlarni isitishni ta'minlash mumkin. Devor orqali toza xona sharoitida o'rnatish mumkin.

Mikro- ushbu seriyali püskürtme birliklari asosan tadqiqot, ishlanmalar va kichik ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan. Birliklar kvadrat va to'rtburchaklar, shu jumladan, diametri 200 mm gacha bo'lgan substratlarni bir martalik ishlov berish uchun mo'ljallangan. O'rnatishlar metall va dielektrik qatlamlarni püskürtmeye imkon beradi. Magnetron purkash va termal bug'lanish tizimlari mavjud. Tizimlar ixchamligi, moslashuvchan konfiguratsiyasi, o'rnatish, foydalanish va texnik xizmat ko'rsatish qulayligi bilan ajralib turadi.

Biz magnetronli püskürtme qurilmalari uchun nishonlarni ishlab chiqarish imkoniyatini taklif qilamiz. Zamonaviy ishlab chiqarish texnologiyalari chizmalar bo'yicha ham tekis, ham silindrsimon nishonlarni, shu jumladan nostandartlarni ishlab chiqarishga imkon beradi. Quyidagi turdagi materiallar mavjud: metall, qotishmalar (Al, Cr, Ti, Ni, In), boridlar, karbidlar, nitridlar, oksidlar, silisidlar, sulfidlar, telluridlar. Bizga talablaringizni bildiring va biz mos echimni taqdim etamiz.

Mari davlat texnika universiteti

Radiotexnika vositalarini loyihalash va ishlab chiqarish bo‘limi

Vakuumli püskürtme

IZOH

fan bo'yicha kurs ishiga

Qattiq jismlar fizikasi va mikroelektronika asoslari

Ishlab chiquvchi: EVS-31 talabalar guruhi

Kolesnikov

Maslahat bergan: dotsent

Igumnov V.N.

Yoshkar-Ola 2003 yil

Kirish

1.Termik vakuumli purkash

1.1 Rezistiv püskürtme

1.2 Induksion purkash

1.4 Lazer bilan purkash

1.5 Elektr yoyi bilan purkash

2. Ionlarni bombardimon qilish orqali purkash

2.1 Katodik purkash

2.2 Magnetronning chayqalishi

2.3 Yuqori chastotali chayqalish.

3. Yo'naltiruvchi substratlarda yupqa plyonkalar texnologiyasi

Xulosa

Adabiyot

KIRISH

Vakuumli yupqa plyonkalar diskret yarimo'tkazgichli qurilmalar va integral mikrosxemalar (IC) ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi.

Elektrofizik parametrlar bo'yicha takrorlanadigan yuqori sifatli yupqa qatlamli qatlamlarni olish ham diskret diodlar, ham tranzistorlar, shuningdek, faol va passiv IC elementlari konstruktsiyalarini shakllantirishning eng muhim texnologik jarayonlaridan biridir.

Shunday qilib, mikroelektronik mahsulotlarning ishonchliligi va sifati, texnik darajasi va iqtisodiy ko'rsatkichlar ularning ishlab chiqarilishi.

Yupqa plyonka texnologiyasi murakkab fizik-kimyoviy jarayonlarga va turli metallar va dielektriklardan foydalanishga asoslangan. Shunday qilib, yupqa plyonkali rezistorlar, kondansatör elektrodlari va o'zaro bog'lanishlar metall plyonkalarni yotqizish orqali amalga oshiriladi va qatlamlararo izolyatsiya va himoya qoplamalari dielektrikdir.

Yupqa plyonkalarning parametrlarini (ularni qo'llash tezligi, qalinligi va uning bir xilligi, sirt qarshiligi) nazorat qilish muhim bosqich bo'lib, u alohida texnologik operatsiyalarni bajarishda ham, maxsus qurilmalar yordamida ham amalga oshiriladi. butun jarayonning oxiri.

Zamonaviy mikroelektronikada ion-plazma va magnetronli chayqalish usullari keng qo'llaniladi. Cho'kish paytida substratga tushadigan atomlarning yuqori cho'kish tezligi va energiyasi ushbu usullardan turli xil kompozitsiyalar va tuzilmalardagi plyonkalarni olish uchun, xususan, past haroratli epitaksiya uchun foydalanish imkonini beradi.

Hozirgi vaqtda ushbu sohadagi tadqiqotlarga qiziqish katta.

Buning maqsadi muddatli ish vakuumda purkash va purkashning asosiy usullarini, fizik va kimyoviy jarayonlarni, shuningdek, ushbu usullarda qo'llaniladigan qurilmalarning tavsifi va ishlashini ko'rib chiqishdir.

Yupqa plyonkalarni vakuumda qo'llash jarayoni qayta ishlanadigan substrat tomon yo'naltirilgan zarrachalar oqimini yaratish (hosil qilish) va ularning keyingi kontsentratsiyasi bilan qoplangan sirtda yupqa plyonkali qatlamlarni shakllantirishdan iborat.

Qattiq jismning sirt xususiyatlarini o'zgartirish uchun ion bilan ishlov berishning turli usullari qo'llaniladi. Ion nurlarining sirt bilan o'zaro ta'siri jarayoni o'zaro bog'liq bo'lgan jismoniy jarayonlarga qisqaradi: kondensatsiya, chayqalish va implantatsiya. U yoki bu jismoniy ta'sirning tarqalishi asosan bombardimon ionlarining E 1 energiyasi bilan belgilanadi. E 1 = 10-100 eV da kondensatsiya purkashdan ustun turadi, shuning uchun qoplamaning cho'kishi sodir bo'ladi. Ion energiyasining 10 4 eV gacha ko'tarilishi bilan ionlarning metallga bir vaqtning o'zida kiritilishi bilan chayqalish jarayoni hukmronlik qila boshlaydi. Bombardimon qiluvchi ionlar energiyasining yanada oshishi (E 1> 10 4 eV) chayqalish koeffitsientining pasayishiga va ion implantatsiyasi rejimining o'rnatilishiga olib keladi (ion doping).

Yupqa plyonkali qoplamalarni vakuumda qo'llashning texnologik jarayoni 3 asosiy bosqichni o'z ichiga oladi:

Cho'ktirilgan moddaning zarralari oqimini yaratish;

Noyob bo'shliqda zarrachalarni manbadan substratga o'tkazish;

Substratga etib kelganida zarrachalarning cho'kishi.

Vakuumli qoplamalarni qo'llashning 2 usuli mavjud bo'lib, ular yotqizilgan zarrachalar oqimining paydo bo'lish mexanizmida farqlanadi: termal püskürtme va ion bombardimoni bilan materiallarni püskürtme. Bug'langan va purkalgan zarralar vakuum muhiti (yoki reaktiv gazlar atmosferasi) orqali substratga o'tkaziladi, shuning uchun plazma-kimyoviy reaktsiyalarga kiradi. To'plangan moddaning oqimining ionlanish darajasini oshirish uchun vakuum kamerasiga zaryadlangan zarrachalarning maxsus manbalari (masalan, issiq katod) yoki elektromagnit nurlanish kiritilishi mumkin. Ishlangan sirtga ionlar harakatining qo'shimcha tezlashishiga unga salbiy kuchlanish qo'llash orqali erishish mumkin.

Ushbu usullarning har biri uchun umumiy talablar hosil bo'lgan plyonkalarning xossalari va parametrlarining takrorlanishi va plyonkalarning substratlarga va boshqa plyonkalarga ishonchli yopishishini (yopishishini) ta'minlashdir.

Yupqa plyonkalarni vakuumda cho'ktirish jarayonida yuzaga keladigan fizik hodisalarni tushunish uchun substratda plyonka o'sishi jarayoni ikki bosqichdan iboratligini bilish kerak: boshlang'ich va yakuniy. Keling, yotqizilgan zarrachalarning vakuum bo'shlig'ida va substratda qanday o'zaro ta'sirini ko'rib chiqaylik.

Manba sirtini tark etgan materiya zarralari vakuum (kamdan-kam uchraydigan) bo'shliqdan yuqori tezlikda (sekundiga yuzlab va hatto minglab metrlar darajasida) substratga o'tadi va uning yuzasiga etib boradi va unga energiyaning bir qismini beradi. to'qnashuvda. Substrat harorati qanchalik baland bo'lsa, uzatiladigan energiyaning ulushi shunchalik past bo'ladi.

Ma'lum bir ortiqcha energiyani saqlab qolgan holda, moddaning zarrasi substrat yuzasida harakatlana oladi (ko'chiradi). Sirt ustida ko'chib o'tganda, zarracha asta-sekin ortiqcha energiyasini yo'qotadi, substrat bilan termal muvozanatga intiladi va quyidagilar sodir bo'lishi mumkin. Agar harakat yo'lida zarracha o'zining ortiqcha qismini, energiyasini yo'qotsa, u substratga mahkamlanadi (kondensatsiyalanadi). Harakat yo'lida boshqa ko'chib yuruvchi zarrachani (yoki zarralar guruhini) uchratib, u bilan kuchli bog'lanishga (metall) kiradi va adsorbsiyalangan dublet hosil qiladi. Etarli darajada katta agregatsiya bilan bunday zarralar ko'chib o'tish qobiliyatini butunlay yo'qotadi va substratga mahkamlanib, kristallanish markaziga aylanadi.

Kristallitlar alohida kristallanish markazlari atrofida o'sadi, ular keyinchalik birga o'sib, doimiy plyonka hosil qiladi. Kristallitlarning o'sishi zarrachalarning sirt ustida ko'chishi natijasida ham, kristallit yuzasida zarrachalarning bevosita cho'kishi natijasida ham sodir bo'ladi. Vakuum bo'shlig'ida dubletlarning shakllanishi, shuningdek, ikkita zarracha to'qnashganda ham mumkin bo'lib, ular oxir-oqibat substratda adsorbsiyalanadi.

Jarayonning dastlabki bosqichi uzluksiz plyonka shakllanishi bilan tugaydi. Shu paytdan boshlab substrat yuzasining sifati qo'llaniladigan plyonkaning xususiyatlariga ta'sir qilishni to'xtatganligi sababli, ularning shakllanishida dastlabki bosqich hal qiluvchi ahamiyatga ega. Yakuniy bosqichda film kerakli qalinlikka o'sadi.

Boshqa shartlar o'zgarmagan holda, substrat haroratining oshishi energiyani oshiradi, ya'ni. adsorbsiyalangan molekulalarning harakatchanligi, bu ko'chib yuruvchi molekulalarning uchrashish ehtimolini oshiradi va qo'pol kristalli strukturaning plyonka hosil bo'lishiga olib keladi. Bundan tashqari, tushayotgan nurning zichligi oshishi bilan dubletlar va hatto poliatomik guruhlarning paydo bo'lish ehtimoli ortadi. Shu bilan birga, kristallanish markazlari sonining ko'payishi nozik kristalli tuzilishga ega bo'lgan plyonka shakllanishiga yordam beradi.

Gazning siyrak holati, ya'ni. ba'zi bir yopiq muhrlangan hajmdagi gaz bosimi atmosferadan past bo'lgan holatga vakuum deyiladi.

IC kino tuzilmalarini ishlab chiqarishda vakuum texnologiyasi muhim rol o'ynaydi. Ish kamerasida vakuum hosil qilish uchun undan gazlarni evakuatsiya qilish kerak. Ideal vakuumga erishib bo'lmaydi va texnologik qurilmalarning evakuatsiya qilingan ish kameralarida ma'lum miqdorda qoldiq gazlar doimo mavjud bo'lib, bu evakuatsiya qilingan kameradagi bosimni (chuqurlik yoki vakuum darajasi) belgilaydi.

Yupqa plyonkalarni cho'ktirish jarayonining mohiyati moddani vakuumda haroratga qizdirilishida yotadi, bunda moddaning atomlari va molekulalarining kinetik energiyasi qizdirilganda ortib, ularning sirtdan ajralib chiqishi va tarqalishi uchun etarli bo'ladi. atrofdagi kosmosda. Bu moddaning ichki bug'ining bosimi qoldiq gazlar bosimidan bir necha darajaga oshib ketadigan haroratda sodir bo'ladi. Bunday holda, atom oqimi to'g'ri chiziqli tarqaladi va sirt bilan to'qnashganda bug'langan atomlar va molekulalar uning ustida kondensatsiyalanadi.

Bug'lanish jarayoni tomonidan amalga oshiriladi odatiy sxema: qattiq faza - suyuq faza - gazsimon holat. Ba'zi moddalar (magniy, kadmiy, rux va boshqalar) suyuq fazani chetlab o'tib, gazsimon holatga o'tadi. Bu jarayon sublimatsiya deb ataladi.

Soddalashtirilgan sxemasi 1-rasmda ko'rsatilgan vakuumli yotqizishni o'rnatishning asosiy elementlari quyidagilardir: 1 - vakuum qopqog'i zanglamaydigan po'latdan; 2 - damper; 3 - qo'ng'iroqni suvni isitish yoki sovutish uchun quvur liniyasi; 4 - kameraga atmosfera havosini etkazib berish uchun igna oqishi; 5 - taglik isitgichi; 6 - stencilni qo'yish mumkin bo'lgan substratli substrat ushlagichi; 7 - vakuumli kauchukdan tayyorlangan muhrlangan qistirma; 8 - moddaga ega bo'lgan evaporatator va unga joylashtirilgan isitgich (rezistor yoki elektron-nur).

Vakuumli cho'kma operatsiyasini bajarish jarayoni quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi. Qopqoqning yuqori holatida qayta ishlangan substratlar substrat ushlagichidan chiqariladi va yangilari o'rnatiladi. Kaput tushiriladi va tizim yoqiladi vakuum nasoslari(birinchi navbatda dastlabki vakuum, keyin yuqori vakuum uchun). Ichki yuzalardan havo desorbsiyasini tezlashtirish va nasos vaqtini qisqartirish uchun quvur liniyasiga issiq suv etkazib beriladi. Kamera ichidagi bosim 10-4 Pa darajasiga yetganda (bosim o'lchagich bilan boshqariladi), evaporatator va substratlarning isitgichlari yoqiladi. Ishlash haroratiga yetganda (termojuftlar yordamida nazorat qilish) deklanşör yon tomonga chiqariladi va moddaning bug'lari substratga etib boradi, u erda ular kondensatsiyalanadi va plyonka o'sadi. Kino o'sishini avtomatik boshqarish tizimi plyonkaning qalinligini (plyonka kondansatkichlarining dielektri uchun) yoki sirt qarshiligini (rezistorlar uchun) yoki cho'kish vaqtini (o'tkazgichlar va kontaktlar, himoya qoplamalar) qayd qiladi. Bu holda püskürtme tugashi haqida hosil bo'lgan signal, kuchaytirilgandan so'ng, damperning solenoidiga ta'sir qiladi va u tomonidan bug 'oqimini to'sib qo'yadi. Keyin evaporatator va substratlarning isitgichlari o'chiriladi, nasos tizimi o'chiriladi va quvur liniyasiga sovuq suv etkazib beriladi. Qopqoq ostidagi qurilmalar sovutilgandan so'ng, atmosfera havosi oqish orqali silliq ravishda kiradi. Kaputning ichidagi va tashqarisidagi bosimlarni tenglashtirish uni ko'tarish va keyingi ishlov berish tsiklini boshlash imkonini beradi.

Termal vakuumli cho'kma jarayoni evaporatatordagi harorat t °, ish kamerasidagi havo bosimi P 0, tagliklarning isitish harorati t ° p 1-2 daqiqa bilan tavsiflanadi. Shu bilan birga, haddan tashqari yuqori intensivlik filmda nozik taneli beqaror strukturaning shakllanishiga olib keladi, bu quyida muhokama qilinadi.

Bug'lanish tezligini bug' bosimi (to'yinganlikdagi bug' bosimi) P S bilan tavsiflash qulay. Berilgan modda uchun bug 'bosimi faqat haroratga bog'liq

bu erda A va B - material turini tavsiflovchi koeffitsientlar;

T - moddaning mutlaq harorati, K.

Optimal bug'lanish tezligi bug 'bosimi ~ 1,3 Pa bo'lgan tezlik deb hisoblanadi. Ushbu elastiklikka mos keladigan bug'lanish harorati shartli deb ataladi va uni (1.1) dan hisoblash mumkin. Shunday qilib, alyuminiy uchun - 1150 ° C, xrom uchun - 1205 ° C, mis uchun - 1273 ° S, oltin uchun - 1465 ° S va boshqalar.

Ish kamerasida past havo bosimi P 0 quyidagilar uchun zarur:

Evaporatator moddasi atomlarining ish kamerasi hajmiga erkin tarqalishini ta'minlash;

Moddaning atomlarining qoldiq havo molekulalari bilan to'qnashmasdan to'g'ri chiziqli harakati va materialning kamera hajmida foydasiz tarqalishi;

Püskürtülmüş moddaning havo molekulalari bilan kimyoviy o'zaro ta'siridan istisnolar.

Ro'yxatga olingan shartlar P 0 10 -4 Pa qoldiq bosimida ta'minlanadi. Bunday vakuumga mexanik foreline nasosi va ketma-ket ulangan yuqori vakuumli diffuziya nasosi yordamida nisbatan oson erishiladi.

Cho'kish paytida substratning harorati plyonkaning tuzilishiga va, natijada, ish paytida uning elektrofizik xususiyatlarining barqarorligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.

Moddaning atomlari substratga kT energiya (k = 8,63 × 10 -5 eV / K - Boltsman doimiysi; K - mutlaq harorat) va 1000 m / s tezlikdagi tezlik bilan kiradi. Bunday holda, energiyaning bir qismi substratning sirt atomlariga o'tkaziladi va qoldiq energiya ularning sirt potentsial maydonida bir muncha vaqt migratsiya qilishiga imkon beradi. Substratning harorati qanchalik baland bo'lsa, qoldiq energiyaning ulushi shunchalik yuqori bo'ladi. Migratsiya jarayonida atom substratni tark etishi (maydonning potentsial tepaligida) yoki boshqa ko'chib yuruvchi atom bilan o'zaro ta'sir qilish orqali energiyani qisman o'chirishi mumkin. Faqat kristallanish markazlaridan biriga aylangan ko'p atomli guruh ko'chib o'tish va qizdirilgan substratda (kondensat) mahkamlash qobiliyatini butunlay yo'qotishi mumkin. Atom oqimining past zichligida, ya'ni. bug'latgichdagi mo''tadil harorat, birlik maydoniga to'g'ri keladigan kristallanish markazlari soni kichik va ular atrofida uzluksiz plyonka hosil bo'lgan vaqtga kelib, katta kristallar o'sishga vaqt topadi.

Substrat haroratining pasayishi va oqim zichligining oshishi kristallanish markazlarining erta shakllanishiga, ularning birlik maydonidagi sonining ko'payishiga va nozik kristalli strukturaning shakllanishiga olib keladi. Elektron asbob-uskunalarning ishlashi paytida, davriy isitish va sekin sovutish davrlariga duchor bo'lganda, nozik kristalli struktura asta-sekin qo'pol kristalliga aylanadi. Bunday holda, elektrofizik xususiyatlar qaytarilmas tarzda o'zgaradi va kino "qariydi". Rezistiv plyonkalarda, masalan, vaqt o'tishi bilan qarshilikning pasayishi kuzatiladi.

Shunday qilib, ish paytida barqaror bo'lgan nozik plyonkalar hosil bo'lishi uchun substratni isitish va evaporatatordagi haroratni oshirish orqali cho'kma jarayonini majburlamaslik kerak.

Yupqa plyonkali konstruktsiyalarni ishlab chiqarishda, yarimo'tkazgichlarda bo'lgani kabi, guruhli substratlar qo'llaniladi. Guruh substratlari mavjud to'rtburchaklar shakli o'lchamlari 60x48 mm yoki 120x96 mm bo'lgan, izolyatsion materialdan (sitall, polikor, shisha) tayyorlangan va bir vaqtning o'zida bir necha o'nlab bir xil modullarni ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan. Shunday qilib, püskürtülmüş plyonkaning xususiyatlari guruh substratining butun maydonida bir xil bo'lishi kerak.

Birinchi taxminda, evaporatatordan substratga atomlar oqimi ajralib chiqadigan nurdir va shuning uchun substrat tekisligidagi oqim zichligi bir xil emas: substratning markazida u maksimal bo'ladi va markazdan pastga tushadi. periferiya. Bu shuni anglatadiki, plyonka statsionar substratga yotqizilganda, pastki qatlamning markaziy hududida substratning chetlariga qaraganda qalinroq plyonka hosil bo'ladi. Misol uchun, markaziy modullarda hosil bo'lgan rezistorlar periferik modullardagi o'xshash rezistorlarga nisbatan kamroq qarshilikka ega bo'ladi.

Yuqoridagilarni hisobga olgan holda, termal vakuumli püskürtme uchun ishlab chiqarish moslamalari bir nechta substratlarni (6, 8 yoki 12) tashuvchi aylanadigan qurilmalar (disklar, barabanlar) bilan jihozlangan. Substratlar ketma-ket va qayta-qayta statsionar evaporatatordan o'tadi (2-rasm), asta-sekin kerakli plyonka qalinligini oladi. Natijada, statsionar substratda paydo bo'lishi mumkin bo'lgan markaziy "tepalik" substratning harakat yo'nalishi bo'yicha cho'zilgan tizma ichiga loyqalanadi. Ko'ndalang yo'nalishda plyonkaning qalinligini tenglashtirish uchun evaporatator va uning yaqinidagi substrat o'rtasida o'rnatiladigan tuzatuvchi diafragma qo'llaniladi. Diafragma profili statsionar va harakatlanuvchi substratga purkash natijasida olingan plyonkali relyeflarni o'rganish asosida hisoblanadi. Substratning markaziy va periferik zonalarining nurlanish vaqtining farqi natijasida guruh substratining butun maydoni bo'ylab plyonka qalinligining bir xilligi ortadi va ± 2% (60x48 mm substratlar uchun) ichida bo'ladi.

Ushbu avlod usulining asosiy afzalliklari:

Metall plyonkalarni (shu jumladan o'tga chidamli), qotishmalarni, yarim o'tkazgich birikmalarini va dielektrik plyonkalarni qo'llash qobiliyati;

Amalga oshirish qulayligi;

Moddalarning bug'lanishining yuqori tezligi va bug'lanish moslamasiga beriladigan quvvatni o'zgartirish orqali uni keng miqyosda tartibga solish qobiliyati;

Yuqori (va agar kerak bo'lsa, o'ta yuqori) vakuum mavjud bo'lganda, deyarli ifloslanishsiz qoplamalarni olish imkonini beradigan jarayonning sterilligi.

Barcha bug'latgichlar bug'langan moddani isitish usuli bilan farqlanadi. Shu asosda isitish usullari quyidagicha tasniflanadi: qarshilik, induksiya, elektron nur, lazer va elektr yoy.

1.1 Rezistiv püskürtme

Bu birinchi vakuumli yupqa qatlamli qoplama usuli bo'lib, yaqin vaqtgacha eng ko'p qo'llanilgan. Uning o'ziga xos xususiyatlari - texnik soddaligi, evaporatatorning ish rejimlarini boshqarish va tartibga solish qulayligi va turli xil kimyoviy tarkibdagi qoplamalarni olish imkoniyati.

Rezistiv bug'latgichlarda bug'langan moddani isitish uchun issiqlik energiyasi isitgich orqali elektr tokining o'tishi orqali Joule issiqligini chiqarish orqali hosil bo'ladi.

Qarshilik bug'lantiruvchi isitgichlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan materiallarga quyidagi talablar qo'yiladi.

1. Isitgich materialining bug 'bosimi yotqizilgan moddaning bug'lanish haroratida ahamiyatsiz bo'lishi kerak.

2. Isitgich materiali eritilgan bug'langan modda bilan yaxshi namlangan bo'lishi kerak, chunki bu ular orasidagi yaxshi termal aloqani ta'minlash uchun kerak.

3. Isitgich materiali va bug'langan modda o'rtasida kimyoviy reaktsiyalar sodir bo'lmasligi va bu moddalarning juda uchuvchan qotishmalari hosil bo'lishi kerak, aks holda yotqizilgan plyonkalarning ifloslanishi va isitgichlarning yo'q qilinishi sodir bo'ladi.

Rezistiv usul bilan qoplamalarni yotqizish uchun metallar va qotishmalarni bug'lashning turli xil dizaynlari va usullari qo'llaniladi. Eng ko'p ishlatiladigan simli, chiziqli, tigelli va avtomatik tigelli diskret bug'latgichlar.

Asosiy afzalligi qurilmaning soddaligi va yuqori mahsuldorligida bo'lgan simli evaporatorlar o'tga chidamli metallardan (W, Mo, Ta) yasalgan va turli xil shakllarda mavjud (ilgak shaklida, silindrsimon spiral, konusning spiral, V-shakli va boshq.). Ular isitgich materialini namlaydigan moddalarni bug'lantirish uchun ishlatiladi. Bunday holda, eritilgan modda simli isitgichda sirt taranglik kuchlari tomonidan tomchi shaklida ushlab turiladi. Amaldagi sim (odatda diametri 0,5 dan 1,5 mm gacha bo'lgan) butun uzunligi bo'ylab bir xil kesimga ega bo'lishi kerak, aks holda mahalliy qizib ketish natijasida hosil bo'lgan qatlamning bir xilligi buziladi va qo'shimcha ravishda sim tez yonib ketadi. Isitgich materialini bug'langan metall bilan yaxshi namlash bilan ular o'rtasida ko'proq yoki kamroq faol o'zaro ta'sir har doim sodir bo'ladi, bu oxir-oqibat evaporatatorning yo'q qilinishiga va qo'llaniladigan qoplamaning tozaligining pasayishiga olib keladi. Simli bug'lashtirgichlar bilan u qattiq ko'mirda 4 P gacha bo'lishi mumkin.

Tarmoqli bug'latgichlar o'tga chidamli metallarning yupqa qatlamlaridan tayyorlanadi va bug'lanishi kerak bo'lgan material joylashtiriladigan maxsus chuqurchaga (yivlar, qayiqlar, stakanlar yoki qutilar shaklida) ega. Ular kukunli materiallar va noorganik birikmalarning bug'lanishi uchun ishlatiladi. Ushbu bug'lashtirgichlar, simli bo'lganlar kabi, dizaynda sodda, ammo ikkinchisiga nisbatan ular termal nurlanish tufayli sezilarli yo'qotishlar tufayli ko'proq quvvat sarflaydi. Strip bug'latgichlar bug'lanishning katta yo'nalishiga ega va ularning amalda maksimal mumkin bo'lgan bug'lanish maydoni 2 P qattiq burchak bilan cheklangan.

Tigel bilan reaksiyaga kirishmaydigan va u bilan qotishmalar hosil qilmaydigan materiallarni bug'lash uchun tigel bug'latgichlardan foydalanish mumkin. Ular metall oksidi (Al 2 O 3, BeO, ZrO 2, ThO 2 va boshqalar) va grafitdan o'tga chidamli metallardan (W, Mo, Ta) tayyorlanadi. Olovga chidamli shisha va kvarts tigellar bug'lanish harorati past bo'lgan materiallarni yotqizish uchun ham ishlatilishi mumkin.

Alyuminiy oksididan tayyorlangan tigellar bug'lanish harorati 1600 ° C dan past bo'lgan metallar uchun ishlatiladi (Cu, Mn, Fe, Sn); berilliy oksidi tigellari 1750 ° C haroratgacha, toriy oksidi - 2200 ° S gacha ishlatilishi mumkin. Materiallar taxminan 2500 ° C haroratda bug'langanda, grafit tigel ishlatiladi. Biroq, yuqori haroratda ko'pgina materiallar uglerod bilan reaksiyaga kirishib, karbidlarni hosil qiladi va shuning uchun bunday tigellardan (masalan, Al, Si, Ti) bug'lanib bo'lmaydi. Be, Ag, Sr. grafit bug'latgichlardan samarali bug'lanadi. Ko'pgina oksidlar uglerod tomonidan faol ravishda kamayadi, bu esa grafit tigellar yordamida metallarni tozalash imkonini beradi.

Tigelli bug'latgichlarning asosiy afzalligi shundaki, ular ko'p miqdorda moddalarni bug'lash uchun ishlatilishi mumkin. Tel va chiziqli bug'lanish moslamalari bilan taqqoslaganda, ular ko'proq inertialdir, chunki materiallarning past issiqlik o'tkazuvchanligi bug'langan materialni tez isitishga imkon bermaydi. Bundan tashqari, oksidli tigellar termal zarba bilan yo'q qilish xavfi tufayli tez isitishga yo'l qo'ymaydi. Tigelli evaporatatorlarning kamchiliklari, shuningdek, ularning yordami bilan bug'langan moddaning faqat tor nurini olish mumkinligini ham o'z ichiga olishi kerak.

Bug'lanish tezligi keskin farq qiluvchi tarkibiy qismlardan tashkil topgan murakkab tarkibli qotishmalar va moddalarni (masalan, sermet aralashmalari) bug'lantirish uchun diskret sirt bug'latgichlari qo'llaniladi. Ular portlovchi bug'lanish usulidan foydalanadilar. Nozik zarrachalar tushadigan bug'lashtirgich sirtining harorati shunday tanlanadiki, murakkab moddaning barcha tushgan zarralari bir zumda bug'lanadi. Nozik zarrachalar issiq yuzaga tez sur'atda yuboriladi turli tezlik bu moddaning zarralari bug'lanishi, bu esa kerakli tarkibdagi plyonkalarni ishlab chiqarishni ta'minlaydi.

Eritilgan metall tomchisi yoki vannasi qattiq holatda bir xil metall bilan aloqa qiladigan avtomatik tigelli bug'latgichlar keng tarqaladi. Bu usul yuqori chastotali qamrovni olish imkonini beradi.

Tuzilishi va kimyoviy tarkibining yuqori bir xilligi, kukunli materiallarning bug'lanishi bilan tavsiflangan qoplamalarni olish uchun birinchi navbatda kukunni fraktsiyalar bo'yicha ajratish va saralash, turli xil kimyoviy tarkibdagi kukunlardan foydalanganda yaxshilab mexanik aralashtirish, changni gazsizlantirish va tozalashni amalga oshirish kerak. vakuum kamerasining hajmidan ajralib chiqqan gazlar.

Rezistiv bug'lanish usuli uning foydalanish maydonini sezilarli darajada kamaytiradigan kamchiliklarga ega. Usulning asosiy kamchiliklari bug'langan materialning bug'larining sezilarli ionlanishining yo'qligi, asosiy oqim parametrlarini nazorat qilishning qiyinligi va bug'lashtirgichlarning yuqori inertsiyasini o'z ichiga oladi.

1.2 Induksion purkash

Induksion bug'lanish bug'langan modda va evaporatator o'rtasidagi o'zaro ta'sir bilan bog'liq bo'lgan kiruvchi oqibatlarni bartaraf etish va yuqori tozalikdagi qoplamalarni olish uchun ishlatiladi.

Induksion isitiladigan qitiqning ishlash printsipi 3-rasmda ko'rsatilgan. Erish jarayonida g'altak (2) tomonidan yaratilgan elektromagnit maydon kuchlari ta'sirida metallning (1) massasi shunday ko'tariladiki, metallning teginish yuzasi tigel (3) bilan yuqori haroratgacha qizdiriladi. ) minimal. Natijada bug'langan metall va tigel o'rtasida kimyoviy reaktsiyalarning zaiflashishi kuzatiladi.

Induksion isitish usulining kamchiliklari dielektriklarning to'g'ridan-to'g'ri bug'lanishining mumkin emasligi va maxsus foydalanish zarurligini o'z ichiga oladi.

Turli metallarning bug'lanishi uchun induktorlar, shuningdek, past o'rnatish samaradorligi.

1.3 Elektron nurli purkash

Sanoat sharoitida metall, qotishma va dielektriklarning yupqa plyonkalarini olish imkonini beruvchi elektron-nurli evaporatorlar keng qo'llaniladi. Ushbu bug'lashtirgichlarda elektron nurning yaxshi yo'naltirilishi yuqori quvvat konsentratsiyasini (5 · 10 8 Vt / sm 2 gacha) va yuqori haroratni olish imkonini beradi, bu esa hatto eng o'tga chidamli materiallarni ham yuqori tezlikda bug'lash imkonini beradi. Elektron oqimining egilishi natijasida qizdirilgan zonaning tez harakatlanishi, isitish quvvatini va cho'kish tezligini tartibga solish va nazorat qilish qobiliyati jarayonni avtomatik boshqarish uchun zarur shart-sharoitlarni yaratadi. Usul yotqizilgan plyonkaning yuqori tozaligi va bir xilligini olish imkonini beradi, chunki materialning avtomatik bug'lanishi amalga oshiriladi.

Elektron nurli evaporatatorning ishlash printsipi quyidagicha. Elektron qurol katod yuzasidan erkin elektronlarni chiqaradi va elektrostatik va magnit maydonlarni tezlashtirish va fokuslash ta'sirida ularni nurga aylantiradi. Nur qurolning chiqishi orqali ish kamerasiga chiqariladi. Elektron nurni bug'langan material bilan tigelga o'tkazish va berilgan texnologik jarayon uchun zarur bo'lgan nur parametrlarini ta'minlash uchun asosan magnit fokusli linzalar va magnit chalg'ituvchi tizimlar qo'llaniladi. Elektron nurning ob'ektga to'sqinliksiz o'tishi faqat yuqori vakuumda mumkin. Evaporatator kamerasiga o'rnatilgan ish bosimi taxminan 10 -4 Pa. Bug'lanishi kerak bo'lgan material uning yuzasini elektron nur bilan bombardimon qilish orqali isitiladi, bu haroratda bug'lanish talab qilinadigan tezlikda sodir bo'ladi. Olingan bug 'oqimida kondensatsiya paydo bo'ladigan substrat qo'yiladi. Bug'lanish moslamasi o'lchash va nazorat qilish moslamalari bilan to'ldiriladi, ular cho'kish jarayonida elektron nurni nazorat qilish uchun ayniqsa muhimdir.

Elektron nurli evaporatorlarda erishish mumkin bo'lgan asosiy parametrlar: 10 4 -10 5 Vt / sm 2; o'ziga xos bug'lanish tezligi - 2 · 10 -3 -2 · 10 -2 g / (sm 2 · s); bug'lanish jarayonining samaradorligi (mis uchun) - 3 · 10 -6 g / J; hosil bo'lgan zarrachalarning energiyasi 0,1-0,3 eV; substratda zarrachalarning cho'kish tezligi 10-60 nm / s ni tashkil qiladi.

Eng oddiy holatda, elektron nur yuqoridan, vertikal yoki sirtga qiyshiq burchak ostida tuzatiladigan materialga yo'naltiriladi. Bunday holda, nurning fokuslanishini ta'minlash va bug'langan material yuzasida kerakli o'ziga xos quvvatni olish uchun elektron nurlarning uzoq fokusli generatorlari qo'llaniladi. Ushbu tartibga solishning muhim kamchiliklari elektro-optik tizimning qismlarida plyonkalar hosil bo'lish ehtimoli, bu elektron nurning parametrlarini o'zgartirishga olib keladi va cheklovdir. foydali maydon texnologik kameraning bir qismini qurol bilan soya qilish tufayli substratni joylashtirish uchun. Qurolni gorizontal ravishda joylashtirish va elektron nurni bug'langan materialga 270 ° gacha burchak ostida aylantiradigan turli xil tizimlar yordamida bu kamchiliklarni oldini olish mumkin.

Elektron nurli bug'lanish usulining kamchiliklari quyidagilardan iborat:

Yuqori tezlashtiruvchi kuchlanishga ehtiyoj (taxminan 10 kV);

Ikkilamchi elektronlar (birlamchi nur energiyasining 25% gacha) hosil bo'lishi uchun energiya iste'moli tufayli qurilmalarning past energiya samaradorligi, tigel isitish, rentgen va ultrabinafsha nurlanish;

Substrat, texnologik asbob-uskunalar va kamera devorlarini ikkilamchi elektronlar bilan bombardimon qilish tufayli ish hajmida gazning evolyutsiyasi;

Ikkilamchi elektronlar bilan bombardimon qilinganda yotqizilgan yupqa plyonkalarda radiatsiya nuqsonlarini hosil qilish;

To'plangan moddalar oqimining sezilarli ionlanishining yo'qligi;

Cho'ktirilgan zarrachalarning kam energiyasi tufayli yupqa plyonkalarning substratga yomon yopishishi.

1.4 Lazer bilan purkash

Lazerli bug'latgichlarda vakuumga joylashtirilgan bug'langan modda vakuum kamerasidan tashqarida joylashgan optik kvant generatoridan (LQG) fokuslangan nurlanish yordamida isitiladi. Lazer bilan plyonkalarni cho'ktirish nurning quyidagi xususiyatlari tufayli mumkin: nurlanishning aniq fokuslanishi va uning energiyasining dozasi, yuqori energiya oqimi zichligi (10 8 - 10 10 J / sm 2).

Impulsli lazer depoziti (LLL) usulining asosiy afzalliklari quyidagilardan iborat:

Vakuumli bug'lanish uchun juda toza sharoitlar (moddaning bug'lanishi uchun energiya manbai vakuum hajmidan tashqarida, bug'lanish "o'z tigelidan" amalga oshiriladi);

Eng o'tga chidamli materiallardan plyonkalarni olish va ko'p komponentli birikmalarning stexiometrik tarkibini saqlab qolish imkoniyati (lazer nurlanishining yuqori energiya oqimining zichligi va uning qisqa muddati yuqori haroratga - o'n minglab darajagacha bo'lgan barcha tarkibiy qismlarga erishishga imkon beradi. bir xil darajada bug'lanadi);

Yuqori lahzali cho'kish tezligi (10 3 -10 5 nm / s) va amalga oshirilgan embrion plyonka o'sish mexanizmi, monomolekulyarga yaqin qalinlikdagi qatlamlarning uzluksizligini ta'minlaydi. Bu ultra yupqa plyonkalar va super panjaralarni olish uchun ILI dan foydalanish imkonini beradi;

Plazmaning faqat past energiyali qismidan foydalanish, bu nuqsonsiz plyonkalarni ishlab chiqarishga yordam beradi, ularning parametrlari bo'yicha molekulyar nur epitaksisi usuli bilan olingan plyonkalarga yaqin. Impulsli lazer MBE uchun juda muvaffaqiyatli evaporatator turidir, shuning uchun lazerli püskürtme MBE usuli uskunasiga organik ravishda mos kelishi mumkin;

1 impulsda yotqizilgan 0,1 - 10,0 Å / impuls qatlamlarining barqarorligi qat'iy nazorat qilinadigan qalinlikdagi plyonkalarni cho'ktirishni dasturlash imkonini beradi;

Yuqori mahsuldorlik va ishlab chiqarish qobiliyati.

Hozirgi vaqtda LII uchun yuqori quvvatli CO 2 gaz lazerlari (l = 10,6 mkm) yoki qattiq holatdagi ruby ​​(l = 0,6943 mkm) va neodimiy (l = 1,06 mkm) lazerlari qo'llaniladi. Dielektriklarning bug'lanishi uchun CO 2 - lazerlardan foydalanish tavsiya etiladi, chunki dielektriklar uzoq to'lqinli nurlanishni yaxshiroq o'zlashtiradi. Yupqa va o'ta yupqa plyonkalarni, ayniqsa aralash plyonkalarni olishda eng yaxshi natijalar neodimiy lazerlar yordamida olingan.

Plyonka xususiyatlarining yaxshi takrorlanishini ta'minlash va texnologik jarayonni nazorat qilish, boshqarish va avtomatlashtirish uchun chastotali ILI usuli qo'llaniladi, bu plyonkani vakuumda kichik qismlarda (har bir impulsda bir qatlamdan kamroq) ketma-ket qo'llashdan iborat. ma'lum bir chastota bilan. Metallar va qotishmalar uchun optimal rejim f = 50 Hz, t = 10 ns bo'lib chiqdi, maqsadli sirtda chiqarilgan quvvat q = 5 10 8 - 5 10 9 Vt / sm 2, yarimo'tkazgichlar va dielektriklar uchun esa 10 kHz, mos ravishda 200 ns va 10 7 - 10 8 Vt / sm 2.

Kino namunalari va tuzilmalarining bir xilligi va takrorlanishini yaxshilash uchun lazer nurini statsionar nishon ustida skanerlash yoki o'rnatishning vakuum kamerasida harakat qilish qo'llaniladi.

Bug'lanishning harorati va davomiyligini, bug'langan moddaning tarkibi va holatini va ular orqali kondensatsiya tezligi va mexanizmini, tuzilishi va xususiyatlarini aniqlaydigan plyonkalarni ishlab chiqarish uchun lazer usulining eng muhim jismoniy va texnologik parametri. yotqizilgan qatlam lazerning ishlash rejimidir. Shunday qilib, SI rejimi (ikkinchi impuls) hatto murakkab bo'lmagan holda bug'lanishga imkon beradi organik birikmalar, MI (millisekund puls) turli xil molekulyar fragmentlar-komplekslar to'plamiga ega bo'lgan g'ovak fazasini beradi; NI (nanosoniyali impuls) rejimida juda yuqori haroratga erishiladi - o'n minglab darajagacha, bu esa to'liq dissotsiatsiyaga olib keladi. bug 'va uning kuchli ionlanishi. Impulsli lazer, qoida tariqasida, MI (q = 10 6 - 10 7 Vt / sm 2) va NI (q ≥ 10 9 Vt / sm 2) rejimlarida qo'llaniladi. Elektron mikroskopik tarzda aniqlanganki, MI rejimida olingan plyonkalar (q = 5 × 10 5 Vt / sm 2) qalinligi bir xil, NI kondensatlari esa (q = 10 8 - 10 9 Vt / sm 2) plyonkaning materiali, substrat va plyonka qalinligi ~ 50 nm xarakterli o'lchamdagi "pürüzlülük" ko'rsatdi.

Bittasi muhim xususiyatlar lazer bug'lanishi uning samaradorligi - m i massasining bug'langan zarbasining lazer zarba energiyasiga nisbati Ei: b = mi / Ei.

NI natijasida bug'ning nurlanish bilan va bug'ning nishon bilan o'zaro ta'siri muhim ahamiyatga ega. Birinchi lahzada bug 'lazer nurlanishini intensiv ravishda o'zlashtirib, nishonning sirtini ekranga chiqaradi. Keyin so'rilgan energiyaning qayta emissiyasi boshlanadi. Ikkilamchi nurlanish, nishon bilan o'zaro ta'sir qilish, uning bug'lanishiga olib keladi. NI rejimida bug'lanish mexanizmining o'zgarishi tufayli lazer puls energiyasining katta qismi bug'ni isitishga sarflanadi va uning hosil bo'lishiga kamroq sarflanadi; shuning uchun samaradorlik b, boshqa narsalar teng bo'lsa, ancha past (buyurtma bo'yicha). kattaligi) MI rejimiga qaraganda. Bug'lanish samaradorligi uchun xarakterli qiymatlar quyidagi qiymatlardir: b MI = 0,1 mg / J, b MI = 0,01 mg / J. Bug'lanish samaradorligiga issiqlik o'tkazuvchanligining pasayishi va changni yutishning ortishi kuchli ta'sir ko'rsatishi mumkin, bu chang maqsadlaridan foydalanilganda amalga oshiriladi.

Nanosoniyali lazer impulslari bilan modda bug'langanda, kengayishning echelatsiyalangan tabiati (va, demak, substratda kondensatsiya) sodir bo'ladi: tez elektronlar oldinga siljiydi, so'ngra maksimal zaryadli ionlar (1000 EV va undan yuqori energiya bilan), ion komponentining oxirida - minimal zaryadli ionlar va nihoyat, to'plamning eng sekin qismi neytraldir (energetika ~ I eV). Plazma to'plami kengayishining esheled tabiati vaqt o'tishi bilan bir xil bo'lmagan jarayonga olib keladi. Kondensatsiya jarayoni "ion zarbasi" bilan boshlanadi - substrat yuzasini yuqori zichlikdagi yuqori energiyali ionlar bilan bombardimon qilish (yuzlab A / sm ga yetishi mumkin). Tez ionlardan keyin to'plamning sekinroq qismi substratga uchadi: past zaryadlangan ionlar va neytral atomlar. "Ion zarbasi" ning oqibatlari quyidagilardan iborat bo'lishi mumkin: substratning sirtini tozalash, uni isitish, mavjud nuqsonlarni ochish va yangilarini shakllantirish va nishonning eroziyasi. Bu, o'z navbatida, kondensatning xususiyatlariga, masalan, lazer yordamida olingan plyonkalarning yopishqoqligini oshirishga katta ta'sir ko'rsatadi.

Shuni ta'kidlash kerakki, bug'lanishning impulsli xususiyatiga qaramay, plazma to'plamining tarkibiy qismlarining kengayish tezligi dispersiyasi tufayli, agar pulsning takrorlanish tezligi etarlicha yuqori bo'lsa, kondensatsiya tezligi amalda doimiy bo'lishi mumkin, shuning uchun f> 1. / t k (t k - kondensatsiya vaqti).

Impulsli lazer yordamida moddaning bug'lanishi sezilarli darajada muvozanatsiz sharoitlarda, termal stresslar, zarba to'lqinlari, gaz bosimi va boshqalar natijasida kelib chiqqan kuchli mexanik ta'sirlar ostida sodir bo'ladi. Nishonni yo'q qilish natijasida bug 'yoki plazma bilan bir vaqtning o'zida bug 'tudasining tezligiga yaqin kengayish tezligiga ega bo'lgan qattiq va suyuq mikrozarralar hosil bo'ladi va kondensatsiyalangan plyonkada mikrodefektlar paydo bo'lishiga olib keladi. - chayqalish effekti deb ataladi. Splash effektini kamaytirish uchun siz turli xil usullardan foydalanishingiz mumkin: kukunli nishondan foydalanish, keyin gazsizlantirish, sekin (pulsdan pulsgacha) yoki yuqori tezlikda (bir zarba paytida) skanerlash.

Lazerli kondensatsiya muammosining qiziqarli strukturaviy jihati - bu substratga bug 'berilishining yuqori tezligi va amalga oshirilgan yadrosiz o'sish mexanizmi bilan bog'liq bo'lgan doimiy ultra nozik kondensatlarni olish imkoniyati. "Embrion" tushunchasining o'zi harakatchan adsorbsiyalangan atomlarga qarama-qarshi bo'lgan atomlarning barqaror guruhlanishi bilan bog'liq. ILI bilan monoqatlamning cho'kishi paytida (10 -5 - 10 -7 s) adatomlarning sezilarli harakati sodir bo'lmaydi: adatom yangi atom, ikkinchi, uchinchi va hokazolardan oldin sezilarli masofani bosib o'tishga ulgurmaydi. yonida paydo bo'ladi. Filmning o'sishi yadrosiz bo'ladi: atomlarning kondensatsiyalangan qatlamga biriktirilishi sirt ikki o'lchovli gazdan emas, balki to'g'ridan-to'g'ri bug 'fazasidan amalga oshiriladi. ILI nuqsonsiz yupqa, ayniqsa, o'ta yupqa plyonkalar va super panjaralarni olish usuli sifatida faqat yillarda ishlab chiqilgan. o'tgan yillar, u hozirgacha faqat tadqiqot muassasalarida amalga oshirildi.

1.5 Elektr yoyi bilan purkash

Metall va ularning birikmalarining yupqa plyonkalarini cho'ktirishning vakuum yoyi usulida, qoplamaning asosini tashkil etuvchi moddaning oqimini hosil qilish elektrodlarning elektr yoyi bilan eroziyasi tufayli amalga oshiriladi. Asosan, statsionar vakuum yoyining turli shakllaridan foydalanish mumkin (sovuq iste'mol qilinadigan katodli yoy; issiq iste'mol qilinadigan katodda taqsimlangan oqimga ega yoy; iste'mol qilinmaydigan ichi bo'sh katodli kamon bug'larida yonib ketadi. anod materiali), uning mavjudligi materiya hosil bo'lishining o'z-o'zidan izchil jarayonlari va katoddan elektron emissiyasining tubdan farq qilishi bilan bog'liq. Biroq, vakuum yoyining faqat birinchi shakli keng qo'llanilishini topdi.

Sovuq iste'mol qilinadigan katodli elektr yoyi yuzlab atmosferadan o'zboshimchalik bilan pastgacha bo'lgan bosim oralig'ida amalga oshiriladi va past kuchlanishli (U = 10-30V) yuqori oqim (I = 10 1 - 10 4 A) tushirish, yonish. katod materialining bug'ida. Bunday holda, katod materialining paydo bo'lishi vakuum yoyining katod nuqtalari tomonidan amalga oshiriladi. Intensiv elektron emissiyasining mahalliy jarayonlari katod nuqtalarida ham sodir bo'ladi. Katod nuqtalarining soni yoy oqimiga mutanosib, nuqtadagi oqim zichligi juda yuqori va 10 5 - 10 7 A / sm 2 ni tashkil qiladi, katod nuqtasidagi quvvat konsentratsiyasi 10 7 - 10 8 Vt / sm ni tashkil qiladi. 2.

Katod materialining katod joyidan bug'lanishi (xarakterli o'lchami 10 -4 - 10 -2 sm) past kuchlanishli ion nuri ta'sirida amalga oshiriladi. Bunda bug'lanish mahsulotlarining bir qismi ion oqimi ko'rinishida katodga qaytadi (elektronlarni hosil qilish va chiqarish jarayonlarini qo'llab-quvvatlaydi), qolgan qismi esa tizim hajmiga kirib, plazma hosil qiladi. samarali avlod mahsulotini tashkil etadi. Fazali tarkibi asosan katod materialining turiga qarab belgilanadigan avlod mahsulotlari mikrotomchi (bir necha mikron va undan past bo'lgan zarrachalar o'lchamlari), bug 'va ionlangan fazalarni (turli xil ko'plikdagi ionlar) o'z ichiga oladi. Olovga chidamli metallarda tomchi fazaning ulushi umumiy iste'molning 1% dan kamrog'ini, past eriydigan metallarda - o'nlab foizni tashkil qiladi. Bu usul ayniqsa refrakter metallarning plazmalarini hosil qilishda samarali.

Metalllarning elektr boshq evaporatatori ishlaganda koaksial dizayn katod dog'lari katodning yon yuzasiga (anodgacha bo'lgan masofa minimal bo'lgan hududga) borishga moyildir. Bu katodning oxirgi yuzasidan yuqorida (pastda) joylashgan substratlarga plyonkalarni yotqizish imkoniyatini istisno qiladi. Katodning oxirgi yuzasida katod dog'larini ushlab turish uchun 2 turdagi tuzilmalar qo'llaniladi.

1. Katodli dog'larni elektrostatik ushlab turuvchi bug'lashtirgichlar. Ushbu turdagi konstruktsiyalarda bug'lanishga tobe bo'lmagan katodning yon yuzasi bug'lanish elektrodlaridan ajratilgan ekran bilan qoplanadi. Katodning yon yuzasiga (ekran ostida) tushgan katod nuqtasi mavjud bo'lishni to'xtatadi, chunki plazma oqimi to'xtatiladi, bu katod nuqtasi va anod o'rtasida oqim o'tkazuvchisi bo'lib xizmat qiladi. Elektrostatik ekranli evaporatatorning normal ishlashi uchun kamon oqimini katod yuzasida bir vaqtning o'zida kamida ikkita katod nuqtasi mavjud bo'lishi uchun oshirish kerak. Bunday holda, bir nuqta o'chirilganda, yoy boshqalar tomonidan saqlanadi. Ko'pgina hollarda, yoy oqimining ko'payishi istalmagan, chunki bu qo'llaniladigan qoplamalarda katod materialining tomchi fazasi tarkibining oshishiga olib keladi, bu ularning sifatini pasaytiradi. Shuning uchun ikkinchi turdagi tuzilmalar eng keng tarqalgan foydalanishni topdi.

2. Katod dog'larini magnit ushlab turadigan evaporatorlar.

Katodli bug'lanish yuzasida katod dog'larini ushlab turish magnit maydon yordamida amalga oshiriladi. Katod nuqtasi katodning lateral yuzasiga o'tishga moyil bo'lganda, oqimning unga qaratilgan burchak bilan o'zaro ta'siridan kelib chiqadigan kuchning radial komponenti. magnit maydon, bug'lanish yuzasida katod dog'larini saqlaydi. Sovuq katodning elektr yoyi bug'lanishi paytida duch keladigan jiddiy muammo katod joyidan tomchilarning eroziyasi bo'lib, bu kondensatsiyalangan plyonkada mikrodefektlar paydo bo'lishiga olib keladi va qoplamaning ishlashini pasayishiga olib kelishi mumkin. Tomchi fazaning shakllanishi vakuum yoyining katod jarayonlari bilan bog'liq va katod materialining termofizik xususiyatlariga (o'ziga xos issiqlik sig'imi, issiqlik tarqalishi, erish nuqtasi, o'ziga xos termoyadroviy issiqlik, qaynash nuqtasi, bosim) bog'liq. to'yingan bug'lar), uning ishchi sirtining holati (mikro pürüzlülükler, yoriqlar mavjudligi) va ichki hajmi (gaz qo'shimchalari mavjudligi), shuningdek qoplamaning texnologik parametrlaridan), yoy oqimi, oqim oqimi, gazlarning qisman bosimi. o'rnatish kamerasida).

Hozirgi tushunchalarga ko'ra, vakuum yoyining katod nuqtasi tomonidan suyuqlik tomchilarining chiqishi katod yuzasida eroziya kraterlari hosil bo'lganda yuzaga keladi va plazma bosimining suyuq metall yuzasiga ta'siridan kelib chiqadi. Tomchilar fazasini shakllantirishning ushbu mexanizmi qoplamadagi mikrotomchilar tarkibining katoddagi gaz qo'shimchalari tarkibiga eksperimental ravishda o'rnatilgan bog'liqligini tushuntirishga imkon bermaydi (xususan, qoplamalarda mikrotomchilarning to'liq yo'qligi fakti. gaz tarkibi 10 -6% dan kam bo'lgan katodlar yordamida. Shuni ham ta'kidlash kerakki, eroziya kraterining yon yuzasidan suyuq plyonkadan eritish-yuvish jarayoni amalga oshirilganda, tomchilar asosan katod yuzasiga kichik burchak ostida tarqalishi kerak. Ayni paytda, qoplamalarda, qoida tariqasida, tomchilar qat'iy ravishda katod yuzasiga normal yo'nalishda tarqaladi. Ularning shakllanishi, mualliflarning fikriga ko'ra, katod nuqtasida hajmli bug'lanish (yadroviy qaynash) jarayonlari bilan bog'liq.

Ushbu mexanizmga asoslanib, mikrotomchi hosil bo'lish jarayonining quyidagi jismoniy muhim parametrlarini ajratish mumkin: katoddagi gaz qo'shimchalarining kontsentratsiyasi N 0 (yadro qaynashini keltirib chiqaradigan bug'lanish markazlari sonini aniqlaydi), katod nuqtasidagi quvvat kontsentratsiyasi q ( eritma qatlamining qalinligini, eritmadagi qabariqning ishlash muddatini va uning mavjud bo'lish muddatiga mos keladigan qabariq radiusini, katod nuqtasining harakatlanish tezligini (jarayonning vaqt doirasini cheklaydi) aniqlaydi.

Vakuumli elektr yoy usuli bilan qoplamalarni qo'llash uchun o'rnatishni tavsiflovchi asosiy parametrlar

O'ziga xos bug'lanish tezligi - 2 · 10 -4 –5 · 10 -3 g / (sm 2 · s);

Bug'lanish jarayonining samaradorligi - 2 · 10 -6 –10 -5 g / J;

Ionlanish darajasi 10-90%;

Yaratilgan zarrachalarning energiyasi 10 - 100 eV;

Cho'kish tezligi ~ 5 nm / s.

Vakuumli elektr yoy bug'lanishi orqali yupqa plyonkalarni qo'llash usulining asosiy afzalliklari quyidagilardan iborat:

Ark oqimini o'zgartirish orqali qoplama tezligini aniq nazorat qilish qobiliyati;

Turli materiallarning bir nechta katodlari yoki kompozit (ko'p komponentli) katodlar yordamida qoplama tarkibini nazorat qilish qobiliyati;

Ishlab chiqarishga hissa qo'shadigan yuqori energiyali plazma jeti yuqori yopishqoqlik qoplamalar;

Yadrolarning samarali aglomeratsiyasiga va mumkin bo'lgan minimal qalinlikdagi uzluksiz plyonkalarning shakllanishiga yordam beradigan yuqori ionlanish darajasi;

Kameraga reaksiya gazini kiritish orqali metall birikmalarining yupqa plyonkalarini olish imkoniyati;

Jarayonni boshqarish uchun kompyuterlardan foydalanishga imkon beruvchi depozit jarayonining ishlab chiqarilishi.

elektron nur sochuvchi epitaksiya

Termal vakuumli cho'kma bir qator kamchiliklar va cheklovlarga ega, ularning asosiylari quyidagilardir:

Olovga chidamli materiallardan (W, Mo, SiO 2, Al 2 O 3 va boshqalar) plyonkalarni cho'ktirish evaporatatorda yuqori haroratni talab qiladi, bunda oqim evaporatatorning materiali bilan muqarrar ravishda ifloslanadi;

Qotishmalarni püskürtme paytida, alohida komponentlarning bug'lanish tezligidagi farq evaporatatorga joylashtirilgan materialning dastlabki tarkibiga nisbatan plyonka tarkibining o'zgarishiga olib keladi;

Ish kamerasiga elektromagnit amortizatorni kiritishni talab qiladigan jarayonning inertsiyasi;

Film qalinligining notekisligi, tagliklarni va tuzatuvchi diafragmalarni ko'chirish uchun asboblardan foydalanishga majbur qiladi.

Birinchi uchta kamchilik moddani yuqori haroratda isitish zarurati bilan bog'liq, oxirgisi esa ish kamerasidagi yuqori vakuum bilan bog'liq.

Ion sochuvchi qurilmalarning ishlash printsipi shunga asoslanadi jismoniy hodisalar gaz zarralarining ionlanishi, vakuumda porlashi va tezlashtirilgan ionlar bilan bombardimon qilish orqali moddalarning sochilishi kabi.

Ionlanish neytral gaz zarralarini (atom va molekulalarni) musbat zaryadlangan ionlarga aylantirish jarayonidir. Bu jarayonning mohiyati quyidagicha. Ikki elektrod orasidagi gaz har doim bir nechta erkin elektronlarni o'z ichiga oladi. Agar elektrodlar anod va katod o'rtasida bo'lsa - yarating elektr maydoni, bu maydon erkin elektronlarni tezlashtiradi. Neytral gaz zarrasi bilan uchrashganda, tezlashtirilgan birlamchi elektron undan ikkilamchi elektronni chiqarib tashlaydi va neytral gaz zarrasini musbat zaryadlangan ionga aylantiradi. Shunday qilib, to'qnashuv natijasida, yangi juftlik zaryadlangan zarralar: nokautlangan ikkilamchi elektron va musbat zaryadlangan ion.

Aks ettirilgan birlamchi elektron va ikkilamchi elektron, o'z navbatida, elektr maydon tomonidan tezlashishi mumkin va neytral gaz zarralari bilan o'zaro ta'sirlashganda, bir juft zaryadlangan zarrachalar hosil qiladi. Gaz muhitida ikki turdagi zaryadlangan zarrachalarning paydo bo'lishining ko'chkiga o'xshash jarayoni shunday rivojlanadi va gaz normal sharoitda elektr izolyatori bo'lib, o'tkazgichga aylanadi.

Cho'kishga olib keladigan o'zaro ta'sir jarayonining zamonaviy kontseptsiyalari shuni ko'rsatadiki, ionning materialga kirib borishi natijasida ko'chirilgan atomlarning ikkilik elastik to'qnashuvlari kaskadi sodir bo'ladi, bunda atomlar o'rtasida energiya va impuls almashiladi. To'qnashuvlar kaskadining rivojlanishi uchun o'rtacha vaqt 2 · 10 -13 s ni tashkil qiladi. To'qnashuv kaskadining yakuniy natijasi sirt atomiga (qalinligi ~ 1 nm qatlamda) etarli energiya va kerakli yo'nalishning zarur momentumini (qattiq-vakuum interfeysi yo'nalishi bo'yicha) uning bog'lanishini bartaraf etish bo'lishi mumkin. yuzadagi kuchlar, bu esa püskürtmeye olib keladi.

Ion bombardimon purkash jarayoni "sovuq" jarayon, chunki qattiq namuna (nishon) yuzasini inert gaz ionlari bilan bombardimon qilish va atomlar sirtini qo'shni atomlar bilan bog'lanish energiyasidan oshib ketadigan energiyaga qo'zg'atish orqali substratga materiyaning atom oqimi hosil bo'ladi. Buning uchun zarur bo'lgan ionlar oqimi elektr gaz deşarjida yaratiladi, buning uchun ish kamerasidagi gaz bosimi 0,1 × 10 Pa ichida bo'lishi kerak, ya'ni. termal vakuumli purkash moslamasining kamerasiga qaraganda bir necha daraja yuqori.

Oxirgi holat maqsaddan atomlar oqimining tarqalishiga va qo'shimcha qurilmalardan foydalanmasdan yotqizilgan plyonkalar qalinligining bir xilligining ± 1% gacha oshishiga olib keladi.

Ion purkash usuli yotqizilgan materialdan yasalgan nishonni tez zarrachalar bilan bombardimon qilishga asoslangan. Bombardimon natijasida nishondan chiqib ketgan zarralar to'plangan material oqimini hosil qiladi, ular nishondan ma'lum masofada joylashgan substratlarga yupqa plyonka shaklida yotqiziladi.

Ion purkagich qurilmalarining ekspluatatsion xususiyatlarini va dizaynini belgilovchi muhim omil - bu nishonni bombardimon qiladigan ionlarni hosil qilish usuli. Shunga ko'ra, ion sochuvchi qurilmalar oddiy ikki elektrodli yoki magnetronli tizim bilan jihozlangan.

2.1 Katodik purkash

Katodik purkash usullari.

Shakl 6a razryadning joriy kuchlanish xarakteristikasini ko'rsatadi. Bir necha kilovoltlik doimiy kuchlanish qo'llanilganda, elektrodlararo bo'shliqning buzilishi sodir bo'ladi, oqimning tez o'sishi va oqimdagi kuchlanishning pasayishi (tashqisiz ateşleme hududi I). Rn qarshiligining pasayishi tufayli tushirish oqimining oshishi bilan razryad bilan qoplanadigan maqsadli katodning maydoni oshadi, tushirish oqimining zichligi va razryaddagi kuchlanish doimiy va past bo'lib qoladi va chayqalish tezligi past bo'ladi. (odatda yonib turuvchi razryad II hududi). III mintaqada butun maqsadli maydon razryad bilan qoplanadi va tushirish oqimining oshishi tushirish oqimining zichligi, tushirish kuchlanishi va chayqalish tezligining oshishiga olib keladi. Anomaliyali porlayotgan razryad maydoni deb ataladigan III maydon katodli purkash jarayonlarida ishchi maydon sifatida ishlatiladi. Arkni tushirish hududiga (IV hudud) o'tishni oldini olish uchun maqsadni intensiv suv bilan sovutish va quvvat nuqtai nazaridan elektr ta'minotini cheklash ta'minlanadi.

Shaklda. 6, b, I - V xarakteristikaning III ish maydoni ta'kidlangan. Bu sohadagi xarakteristikaning nishabi ish gazining bosimiga bog'liq, bizning holatlarimizda argon. Qayta ishlash rejimlarini tavsiflovchi ish nuqtasi - gaz bosimi P, oqim J p va zaryadsizlanishning U p kuchlanishi quvvat manbaining yuk xarakteristikasida yotadi.

(2.1)

bu erda U p - ta'minot kuchlanishi.

Boshqa tomondan, maqsadli sputtering tezligi W g / sm 2 s

(2.2)

bu erda C - püskürtülmüş materialning turini va ishlaydigan gaz turini tavsiflovchi koeffitsient;

U nk - oddiy katod kuchlanishining pasayishi (I - V xarakteristikasining II hududi);

j p - tushirish oqimining zichligi;

d TP - qorong'u katod maydonining kengligi.

(2.2) dan kelib chiqadiki, maksimal purkash tezligiga erishiladi maksimal quvvat chiqarishda ajratilgan. Yukning xarakteristikasiga ko'ra (2.1)

(2.3)

Bunday holda, ish gazining bosimining optimal qiymati bir xil tarzda aniqlanadi. U n va R n qiymatlarini tanlash, yuqorida aytib o'tilganidek, katta zarrachalarning nishondan chiqarilishi va bir xilda yupqa plyonkaning yotqizilishi kuzatiladigan yoyning zaryadsizlanishi hududiga o'tishni oldini olishi kerak. qalinligida imkonsiz bo'lib qoladi.

2.2 Magnetronning chayqalishi

Katodik püskürtme jarayonining cheklovlari va kamchiliklari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

Faqat razryadga elektronlar chiqarishga, argon molekulalarini ionlashtirishga va razryadning yonishini qo'llab-quvvatlashga qodir bo'lgan Supero'tkazuvchilar materiallarni purkash imkoniyati;

Atomlashtirilgan material atomlarining ish kamerasi hajmida sezilarli darajada tarqalishi tufayli past plyonka o'sish tezligi (nm / s birliklari).

Yorqin tushirish usulining o'zgarishi - bu magnetronli püskürtme. Magnetron ionli purkash tizimlari diod tipidagi chayqalish tizimlari bo'lib, ularda anomal porlash razryadli plazmasida hosil bo'lgan ishchi gaz (odatda argon) ionlari tomonidan bombardimon qilinganda, purkalgan materialning atomlari maqsadli sirtdan chiqariladi. Cho'kish tezligini oshirish uchun nishonning ion bombardimonining intensivligini, ya'ni ion oqimining maqsadli sirtdagi zichligini oshirish kerak. Buning uchun B magnit maydoni qo'llaniladi, uning kuch chiziqlari püskürtülmüş sirtga parallel va kuch chiziqlariga perpendikulyar. elektr maydoni E.

Katod (maqsad) magnit tizim tomonidan hosil qilingan kesishgan elektr (katod va anod o'rtasida) va magnit maydonga joylashtiriladi. Nishonning chayqaladigan yuzasida magnit maydon mavjudligi anomal porlashning plazmasini to'g'ridan-to'g'ri nishonga joylashtirish imkonini beradi. B kuch chiziqlarining yoylari magnit sistemaning qutblari orasida yopilgan. B maydon chiziqlarining kirish va chiqish nuqtalari o'rtasida joylashgan va intensiv ravishda purkalgan nishonning yuzasi yopiq yo'l shakliga ega bo'lib, uning geometriyasi magnit tizim qutblarining shakli bilan belgilanadi. Maqsad (salbiy potentsial) va anod (musbat yoki nol potentsial) o'rtasida doimiy kuchlanish qo'llanilganda, bir hil bo'lmagan elektr maydoni paydo bo'ladi va g'ayritabiiy porlash oqimi boshlanadi. Ion bombardimoni ta'sirida katoddan chiqarilgan elektronlar magnit maydon tomonidan tutiladi va bir tomondan, elektronlarni katodga qaytaradigan magnit maydon, ikkinchi tomondan, sirt tomonidan yaratilgan tuzoqqa tushadi. elektronlarni qaytaruvchi nishon. Natijada elektronlar katod yuzasida murakkab sikloid harakatni amalga oshiradi. Ushbu harakat jarayonida elektronlar argon atomlari bilan ko'plab to'qnashuvlarga duchor bo'lib, yuqori darajadagi ionlanishni ta'minlaydi, bu esa nishonning ion bombardimon qilish intensivligining oshishiga va shunga mos ravishda chayqalish tezligining sezilarli darajada oshishiga olib keladi.

Magnitron ionli purkash tizimlarining asosiy parametrlari:

Sprayning o'ziga xos tezligi - (4-40) · 10 -5 g / (sm 2 · s);

Ishlab chiqarish jarayonining samaradorligi (mis uchun) - 3 · 10 -6 g / J;

Yaratilgan zarrachalarning energiyasi 10-20 eV;

Cho'kilgan zarrachalarning energiyasi 0,2-10,0 eV;

Cho'kish tezligi 10-60 nm / s;

Ish bosimi - (5-50) · 10 -2 Pa.

Magnitronli püskürtme tizimlarining asosiy afzalliklari quyidagilardan iborat:

Past ish kuchlanishida (≈500 V) va past ish gaz bosimida yuqori püskürtme tezligi;

Kam nurlanish nuqsonlari va substratlarning haddan tashqari qizishi yo'q;

Filmlarning begona gaz qo'shimchalari bilan ifloslanishining past darajasi;

Qalinligi bo'yicha bir xil plyonkalarni olish imkoniyati katta maydon substratlar.

2.3 Yuqori chastotali chayqalish

Yuqori chastotali chayqalish dielektrikni qo'llash zarur bo'lganda qo'llanila boshlandi. Metall va yarim o'tkazgichlar odatda doimiy kuchlanishda nishonga püskürtülür. Agar maqsadli material dielektrik bo'lsa, u holda maqsadli elektroddagi doimiy kuchlanishda, püskürtme tezda to'xtaydi, chunki dielektrikning yuzasi ion bombardimonida ijobiy potentsialga ega bo'ladi, shundan so'ng u deyarli barcha ijobiy ionlarni aks ettiradi. Dielektrikni chayqash jarayonini amalga oshirish uchun vaqti-vaqti bilan undagi musbat zaryadni zararsizlantirish kerak. Shu maqsadda 1-20 MGts chastotali chastotali kuchlanish to'g'ridan-to'g'ri dielektrik nishonning orqasida joylashgan metall plastinkaga qo'llaniladi (RF püskürtmesi uchun eng keng tarqalgani sanoatda foydalanish uchun ruxsat etilgan 13,56 MGts chastotasi). .

Dielektrik nishon (katod) bo'ylab kuchlanishning salbiy yarim to'lqini bilan oddiy katodning chayqalishi sodir bo'ladi. Ushbu davrda nishon yuzasi musbat ionlar bilan zaryadlanadi, buning natijasida nishonning ion bombardimoni to'xtaydi. Ijobiy kuchlanish yarim to'lqini bilan nishon elektronlar bilan bombardimon qilinadi, ular maqsadli sirtdagi musbat zaryadni zararsizlantiradi va keyingi tsiklda chayqalishga imkon beradi.

Yuqori chastotali materiallarni püskürtme qurilmalarida erishish mumkin bo'lgan asosiy parametrlar:

Sprayning o'ziga xos tezligi - 2 · 10 -7 - 2 · 10 -6 g / (sm 2 · s);

Püskürtme jarayonining samaradorligi (mis uchun) - 6 · 10 -7 g / J;

Yaratilgan zarrachalarning energiyasi 10-200 eV;

Cho'kma tezligi - 0,3-3,0 nm / s;

Cho'kilgan zarrachalarning energiyasi 0,2-20 eV;

O'rnatish kamerasida ish bosimi 0,5-2,0 Pa ni tashkil qiladi.

2.4 O'z-o'zidan ta'minlanmagan gaz razryadida plazmaning sochilishi

Ushbu turdagi buzadigan amallar tizimlarida gaz chiqarishning yonishi qo'shimcha manba (magnit maydon, HF maydoni, issiq katod) tomonidan quvvatlanadi. 7-rasmda elektronlarning qo'shimcha manbai sifatida issiq katod qo'llaniladigan uch elektrodli püskürtme tizimi ko'rsatilgan.

Issiq katod (1) elektronlarni anodga (3) qarab chiqaradi. Bu oqim qoldiq gazni ionlashtiradi, razryadning yonishini saqlaydi. Shovqinli nishonga (2) yuqori manfiy potentsial qo'llaniladi, buning natijasida musbat plazma ionlari (4) nishonga tortiladi va uning yuzasini bombardimon qiladi, bu esa maqsadli materialning sochilishiga olib keladi. Joylar (5) nishonga qarama-qarshi joylashgan bo'lib, ularning ustiga purkalgan material to'planadi.

O'z-o'zidan barqaror bo'lmagan gaz chiqarishdan foydalanish qoplamalarni o'rnatish kamerasida past ish bosimida (5 × 10 -2 Pa) cho'ktirishga imkon beradi, bu esa plyonka tomonidan ushlangan gazlar kontsentratsiyasining pasayishini ta'minlaydi, shuningdek. yotqizilgan zarrachalarning o'rtacha energiyasini substratga boradigan yo'llar bilan gaz molekulalari bilan to'qnashuvi sonining kamayishi tufayli ortishi sifatida.

Ko'rib chiqilgan 3 elektrodli tizimdagi chayqalish tezligi issiq katodning emissiya oqimi, o'rnatish kamerasidagi bosim va nishondagi kuchlanish bilan boshqariladi va keng diapazonda (1-1000 A / min) o'zgarishi mumkin.

Shunday qilib, standart diodli purkash tizimlariga nisbatan triodli püskürtme tizimlarining afzalliklari quyidagilardan iborat: yuqori cho'kindi stavkalari; g'ovaklikni kamaytirish va yotqizilgan plyonkalarning tozaligini oshirish; plyonkalarning substratlarga yopishishini oshirish.

Ko'pgina materiallar uchun toza yuzalarni olishning klassik usuli - ultra yuqori vakuumda bug'lanish va kondensatsiya. Vakuumli bug'lanish natijasida olingan metall yoki elementar yarim o'tkazgichlarning yupqa plyonkalari odatda polikristal yoki amorf, ya'ni. ularda sirtning aniq kristallografik yo'nalishi mumkin emas.

Ko'p qatlamli konstruktsiyalar texnologiyasi qatlamli konstruktsiyalar materiallarining o'sishining yuqori sifatini va ushbu materiallar orasidagi interfeyslarning mukammalligini ta'minlashi kerak. Faqat bu holatda yarimo'tkazgichli super panjaralar va ko'p qatlamli magnit tuzilmalarga xos bo'lgan potentsiallarni amalga oshirish mumkin.

Yupqa sifatli plyonkalar va ko'p qatlamli tuzilmalarni olish uchun plyonka materialining tegishli monokristalli substratda epitaksial o'sishi mexanizmlari ko'pincha qo'llaniladi. Eng ko'p qo'llaniladigan usul molekulyar nur epitaksisi (MBE) bo'lib, u o'ta yuqori vakuum sharoitida turli xil materiallardan mukammal bir kristalli qatlamlarni hosil qilish imkonini beradi. Bu usul yarim o'tkazgichlar, metallar, dielektriklar, magnit materiallar, yuqori haroratli o'ta o'tkazgichlar va boshqa ko'plab moddalarning yupqa plyonkalarini etishtirishda muvaffaqiyatli qo'llaniladi. Bugungi kunga kelib, nazariy tadqiqotlarning juda katta miqdori va amaliy ish bu sohada, shuning uchun MBE texnologiyasi yarimo'tkazgichli super panjaralar va ko'p qatlamli magnit tuzilmalarni olishning eng keng tarqalgan usuli hisoblanadi.

So'nggi yillarda yarimo'tkazgichli super panjaralarni etishtirish uchun organometalik birikmalar (RGF MOC) yordamida gaz fazasidan o'sish texnologiyasi tobora keng tarqalmoqda. Bu usul shuningdek, metallorganik birikmalarning termal parchalanishi paytida qizdirilgan substratda materiallarning epitaksial o'sishi jarayonini qo'llaydi. EGF MOS usulida o'sish mexanizmlari MBE dagi kabi chuqur o'rganilmagan; ammo bu usul A III B V, A II B IV va A IV B VI yarimo'tkazgich birikmalarining ko'pchiligini muvaffaqiyatli o'stiradi.

Epitaksial o'sish usullaridan yarimo'tkazgichli super panjaralarni olish uchun substrat bilan aloqa qilishda o'ta to'yingan eritmalardan bir kristalli qatlamlar olinadigan suyuq fazali epitaksiya ham qo'llanilishi mumkin. Haroratning pasayishi bilan yarimo'tkazgichning ortiqcha miqdori eritmadan substratga to'planadi, bu yarimo'tkazgich materialining eruvchanligining pasayishi bilan bog'liq. Eng yaxshi natijalar A III B V yarimo'tkazgich birikmalari va ularning qattiq eritmalari uchun suyuqlik fazali epitaksiya orqali olinadi. Ko'p qatlamli yarimo'tkazgichli tuzilmalar suyuqlik fazali epitaksiya uchun ko'p kamerali reaktorlarda turli eritmalar bilan ketma-ket aloqa hosil qilish orqali olinadi.

Yupqa magnit plyonkalar va ko'p qatlamli magnit tuzilmalarni turli xil joylashtirish usullari, jumladan, yuqori chastotali va magnetronli püskürtme bilan olish mumkin. Ushbu usullar deyarli har qanday kompozitsiyaning qatlamlarini olish imkonini beradi. Ba'zi tadqiqotchilar bunga ishonishadi eng yaxshi imkoniyat ko'p qatlamli magnit konstruktsiyalar texnologiyasi uchun turli usullar elektrolitik cho'kma.

3.1 Yupqa plyonkalarning epitaksial o'sishi mexanizmlari

O'sish mexanizmlari bilan bog'liq savollar, qalinligi 100 Å dan kam bo'lgan kompozitsion bir xillikning eng yuqori darajasini talab qiladigan geterostrukturalar va ko'p qatlamli tuzilmalarni yaratishda juda muhim bo'ladi.

Epitaksial o'sish bilan birga keladigan eng muhim individual atom jarayonlari quyidagilardir:

Substrat yuzasida tarkibiy atomlar yoki molekulalarning adsorbsiyasi;

Atomlarning sirt migratsiyasi va adsorbsiyalangan molekulalarning dissotsiatsiyasi;

Substratning kristall panjarasiga yoki ilgari o'stirilgan epitaksial qatlamlarga atomlarning biriktirilishi;

Kristal panjaraga kiritilmagan atomlar yoki molekulalarning termal desorbsiyasi.

Yangi materialning gaz fazasidan substratga kondensatsiyasi atomlar yoki molekulalarning substrat bilan to'qnashuv tezligi (birlik vaqtga birlik maydonga keladigan zarrachalar soni) bilan belgilanadi.

(3.1)

Bu erda p - bug 'bosimi, M - zarrachalarning molekulyar og'irligi, k - Boltsman doimiysi, T - manba harorati.

Gaz fazasidan kondensatsiyalangan zarracha darhol substrat yuzasini tark etishi yoki sirt ustida tarqalishi mumkin. Sirt diffuziya jarayoni zarrachaning substrat yuzasida yoki o'sib borayotgan plyonkada adsorbsiyasiga yoki yadrolar yuzasida kondensatsiyalangan materialning yangi kristalli fazasining shakllanishi bilan birga sirt agregatsiyasi jarayoniga olib kelishi mumkin. Alohida atomlarning adsorbsiyasi, qoida tariqasida, o'sish bosqichlarida yoki boshqa nuqsonlarda sodir bo'ladi. Epitaksial o'sish jarayonida plyonka atomlari va substrat almashinadigan interdiffuziyaning atom jarayoni muhim rol o'ynaydi. Ushbu jarayon natijasida substrat va o'sayotgan plyonka o'rtasidagi chegara silliq bo'ladi.

MBEda epitaksial o'sish bilan birga keladigan sirtdagi jarayonlar miqdoriy jihatdan tavsiflanishi mumkin. Yuqorida ko'rib chiqilgan individual atom jarayonlarining har biri o'zining faollashuv energiyasi bilan tavsiflanadi va birinchi yaqinlashuvda eksponensial qonun bilan ifodalanishi mumkin. Masalan, desorbsiya tezligi

(3.2)

bu erda E d - desorbsiya jarayonining faollashuv energiyasi, T s - substrat harorati.

Fenomenologik darajada yupqa epitaksial plyonkalar o'sishining uchta asosiy turi ajratiladi:

1. Qatlamma-qavat o'sishi. Ushbu o'sish mexanizmi bilan filmning har bir keyingi qatlami faqat keyin shakllana boshlaydi to'liq tugatish oldingi qatlamning o'sishi. Ushbu o'sish mexanizmi Frank-van der Merve (FM) o'sishi deb ham ataladi. Qatlamma-qavat o'sishi substrat va atomlar qatlami orasidagi o'zaro ta'sir qatlamdagi eng yaqin atomlar orasidagi o'zaro ta'sirdan ancha katta bo'lganda sodir bo'ladi. Turli darajadagi qoplamalar uchun  (ML monoqatlamlarining fraktsiyalarida) qatlam-qatlam plyonka o'sishining sxematik ko'rinishi shaklda ko'rsatilgan. 8, a.

2. Volmer-Weberning orol o'sishi yoki o'sishi (orolning o'sishi, Vollmer Weber, VW). Bu mexanizm qatlam-qatlam o'sishiga mutlaqo ziddir. Uni amalga oshirish sharti - bu atomlarning substrat bilan o'zaro ta'siridan eng yaqin atomlar orasidagi o'zaro ta'sirning ustunligi. Orolning o'sish mexanizmida modda boshidanoq atomlarning ko'p qatlamli konglomeratlari shaklida sirtga joylashadi (8-rasmga qarang, b).

3. Ushbu ikki mexanizm orasidagi oraliq Stranskiy-Krastanov (SK, qatlam-plyus-orol o'sadi) o'sishi bo'lib, unda birinchi qatlam substrat yuzasini to'liq qoplaydi va filmning uch o'lchovli orollari o'sadi. Ko'pgina omillar bu mexanizmga olib kelishi mumkin, xususan, plyonka va substratning kristall panjaralari parametrlari o'rtasidagi juda katta tafovut (8-rasmga qarang, c).

Muayyan o'sish mexanizmini amalga oshirishni chegaralovchi shartni substrat va vakuum  S, plyonka va vakuum o'rtasidagi  F, substrat va plyonka  S o'rtasidagi sirt taranglik koeffitsientlari o'rtasidagi bog'liqlikni tahlil qilish orqali olish mumkin. / F (9-rasm).

Sirtning sirt taranglik koeffitsienti birlik sirtining erkin energiyasiga teng. Shunga ko'ra, bu koeffitsientlar interfeys uzunligining birlik elementiga ta'sir qiluvchi sirt taranglik kuchlarini aniqlaydi. Ushbu ta'rifga ko'ra, ikki muhit orasidagi interfeysning cheksiz kichik elementi dl ga ta'sir qiluvchi dF kuchi

Substratning aloqa chizig'i uzunligining har qanday elementi, plyonkaning uch o'lchovli oroli va vakuum uchun muvozanat holatidan (9-rasm) biz olamiz.

bu erda  - aloqa burchagi, ya'ni. plyonka orolining yuzasiga va substrat yuzasiga teginish natijasida hosil bo'lgan burchak.

Agar aloqa burchagi nolga teng bo'lsa, orol "tarqaladi" yupqa qatlam qatlamli qatlam o'sish mexanizmiga mos keladigan substrat yuzasi ustida. Bu holat sirt taranglik koeffitsientlari o'rtasida quyidagi bog'liqlikka olib keladi:

, qavatma-qavat o'sishi (3.4)

Agar orolning o'sish mexanizmi amalga oshirilsa, uning holati

orolcha o'sishi (3,5)

U yoki bu o'sish mexanizmini amalga oshirish shartlarini to'liqroq aniqlash uchun plyonka o'sishi hududida hosil bo'lgan plyonka va gaz fazasining substrati o'rtasidagi muvozanat holatiga ta'sirini hisobga olish kerak.

Ko'pincha adabiyotda o'sishning yana bir mexanizmi ko'rib chiqiladi - statistik sedimentatsiya. Plyonka o'sishining ushbu mexanizmi bilan cho'ktirilgan moddaning atomlari Poisson taqsimotiga ko'ra sirtda joylashgan bo'lib, ular tasodifan tashlangan va ular shunchaki yiqilish joyiga yopishib olishadi.

3.2 Molekulyar nur epitaksisi

Molekulyar nur epitaksisi (MBE) mohiyatan yupqa plyonkalarni vakuumda cho'ktirish texnologiyasini takomillashtirishga qaratilgan ishlanmadir. Uning vakuumli yotqizishning klassik texnologiyasidan farqi ko'proq bilan bog'liq yuqori daraja jarayonni nazorat qilish. MBE usulida molekulyar yoki atom nurlari va substrat yuzasi o'rtasidagi reaktsiyalar tufayli qizdirilgan monokristalli substratda yupqa monokristalli qatlamlar hosil bo'ladi. Substratning yuqori harorati atomlarning sirt ustida ko'chishiga yordam beradi, buning natijasida atomlar qat'iy belgilangan pozitsiyalarni egallaydi. Bu monokristalli substratda hosil bo'lgan plyonkaning yo'naltirilgan kristalli o'sishini aniqlaydi. Epitaksiya jarayonining muvaffaqiyati plyonka va substratning panjara parametrlari o'rtasidagi nisbatga, tushayotgan nurlarning intensivligi va substrat harorati o'rtasidagi to'g'ri tanlangan nisbatlarga bog'liq. Yagona kristall plyonka plyonka materialidan farq qiladigan va u bilan kimyoviy ta'sirga kirmaydigan substratda o'sganda, bu jarayon geteroepitaksiya deb ataladi. Substrat va plyonka bo'lganda kimyoviy tarkibi bir-biridan farq qilmaydi yoki bir oz farq qilmaydi, jarayon gomoepitaksiya yoki autoepitaksiya deb ataladi. Substrat moddasi bilan kimyoviy o'zaro ta'sir qiluvchi plyonka qatlamlarining yo'naltirilgan o'sishi kimyoepitaksiya deb ataladi. Film va substrat o'rtasidagi interfeys substrat bilan bir xil kristall tuzilishga ega, lekin kompozitsiyada ham kino materialidan, ham substrat materialidan farq qiladi.

Yupqa plyonkalar va ko'p qatlamli tuzilmalarni etishtirish uchun ishlatiladigan boshqa texnologiyalar bilan solishtirganda, MBE, birinchi navbatda, past o'sish tezligi va nisbatan past o'sish harorati bilan ajralib turadi. Ushbu usulning afzalliklari qatlamlar orasidagi keskin chegaralar bilan ko'p qatlamli tuzilmalarni shakllantirish uchun eng muhim bo'lgan substrat yuzasiga turli xil materiallarning molekulyar nurlarining kelishini keskin uzilish va keyinchalik qayta tiklash imkoniyatini o'z ichiga oladi. Mukammal epitaksial tuzilmalarning shakllanishiga, shuningdek, aks ettirilgan tez elektron difraksiyasi (RHEED) va Auger elektron spektroskopiyasi (EOS) usuli bilan o'sib borayotgan qatlamlarning tuzilishi, tarkibi va morfologiyasini ularning hosil bo'lish jarayonida tahlil qilish imkoniyati ham yordam beradi.

Quyida 10-rasmda. MBE o'sish kamerasining soddalashtirilgan diagrammasi ko'rsatilgan.

Issiqlik moslamasi bilan manipulyatorga o'rnatilgan substratda o'ta yuqori vakuumda yotqizilgan materiallarning bug'lanishi efüzyon xujayralari yordamida amalga oshiriladi (efüzyon gazlarning kichik teshiklar orqali sekin chiqishi). Effuzion hujayra sxematik tarzda 11-rasmda ko'rsatilgan. Effuzion hujayra pirolitik bor nitridi yoki yuqori toza grafitdan tayyorlangan silindrsimon shishadir. Tigel tepasida tantal simdan yasalgan isitish batareyasi va odatda tantal folgadan yasalgan issiqlik qalqoni mavjud.

Effuziya hujayralari 1400 0 S gacha bo'lgan haroratlarda ishlaydi va 1600 0 S gacha qisqa muddatli isitishga bardosh bera oladi. Bug'langan moddaning harorati tigelga bosilgan volfram-renium termojufti tomonidan boshqariladi. Evaporatator isitgich va termojuftni quvvatlantirish uchun elektr simlari bo'lgan alohida gardishga o'rnatiladi. Qoida tariqasida, bir nechta bug'lashtirgichlar bitta o'sish kamerasida joylashgan bo'lib, ularning har birida plyonkalarning asosiy komponentlari va dopant materiallari mavjud.

Zamonaviy MBE texnologik komplekslarining o'sish kameralari, qoida tariqasida, kameradagi qoldiq atmosferani tahlil qilish va butun texnologik jarayon davomida elementar tarkibni kuzatish uchun to'rt kutupli massa spektrometri bilan jihozlangan. Shakllangan epitaksial tuzilmalarning tuzilishi va morfologiyasini nazorat qilish uchun o'sish kamerasida aks ettirilgan tez elektron difraktometr ham joylashgan. Difraktometr 10 - 40 keV energiyali yaxshi fokuslangan elektron nur hosil qiluvchi elektron tabancadan iborat. Elektron nur substratga uning tekisligiga juda kichik burchak ostida tushadi, tarqalgan elektron to'lqinlar lyuminestsent ekranda diffraktsiya naqshini beradi. Ko'pincha kamerada o'sish kameralari yoki ko'p kamerali MBE komplekslarida, ikkilamchi elektronlarning energiya analizatori bo'lgan elektron tabanca va ion bilan ishlov berish va epitaksial tuzilmalar tarkibini qatlam-qatlam tahlil qilish orqali substratlarni tozalash uchun ion tabancasi joylashgan. substratlar va epitaksial tuzilmalarni tayyorlash va tahlil qilish uchun.

Texnologik jarayon uchun eng muhim bo'lgan o'sish kamerasining hududi efüzyon hujayralari va substrat o'rtasida joylashgan (10-rasm). Ushbu hududni uchta zonaga bo'lish mumkin, ular rasmda I, II va III raqamlari bilan ko'rsatilgan. I zona molekulyar nurlarning hosil bo'lish zonasi bo'lib, bu zonada effuziya hujayralarining har biridan hosil bo'lgan molekulyar nurlar kesishmaydi va bir-biriga ta'sir qilmaydi. Ikkinchi zonada (II zona - bug'langan elementlarning aralashish zonasi) molekulyar nurlar kesishadi va turli komponentlarning aralashishi sodir bo'ladi. III zona - kristallanish zonasi substrat yuzasiga bevosita yaqin joyda joylashgan. Bu zonada epitaksial o'sish molekulyar nurli epitaksiya paytida sodir bo'ladi.

Sanoatda ilmiy-tadqiqot laboratoriyalari, molekulyar nurli epitaksiya uchun avtomatlashtirilgan multimodulli komplekslar hozir keng qo'llaniladi. Modul o'rnatishning funktsional va dizayn xususiyatlari bilan ajralib turadigan qismidir. Modullar texnologik va yordamchi qismlarga bo'linadi. Har bir texnologik modul ma'lum bir texnologik jarayonni amalga oshirish uchun mo'ljallangan (substratlarni tozalash va ularning sirtining holatini tahlil qilish, yarimo'tkazgich plyonkalarining epitaksisi, metallar va dielektriklarni cho'ktirish va boshqalar). Yordamchi modullar, masalan, substratlarni yuklash va tushirish uchun modul, vakuum kameralarini dastlabki nasos va gazsizlantirish uchun modul va boshqalar vakuumni buzmasdan bir moduldan ikkinchisiga.

MBE uchun qurilmalarni yaratish yo'nalishidagi ishlanmalarning rivojlanish tendentsiyalari o'rnatilgan analitik uskunalar va texnologik jarayonni avtomatlashtirishning tobora keng qo'llanilishi bilan bog'liq bo'lib, bu o'stirilgan epitaksial tuzilmalarning xususiyatlarining takrorlanishini yaxshilashga imkon beradi. murakkab ko'p qatlamli tuzilmalarni yaratish. Kompleksning analitik uskunalari PAP modulida o'rnatilgan Auger spektrometri va substratlarni tozalash va Auger profilini yaratish uchun ion tabancasi bilan taqdim etilgan. EPS va EPM birliklarining har birida qoldiq gazlar va molekulyar nurlarni kuzatish uchun massa spektrometri va o'sish davrida epitaksial qatlamlarning tuzilishi va morfologiyasini kuzatish uchun aks ettirilgan tez elektron difraktometr mavjud. Kompleks tarkibiga vakuum-mexanik tizimdan tashqari texnologik jarayonlarni ham operator nazorati ostida, ham avtomatik rejimda mustaqil va bir vaqtda boshqarish imkonini beruvchi texnologik jarayonlarni boshqarishning avtomatlashtirilgan tizimi kiradi.

Yupqa plyonkalar texnologiyada aşınmaya bardoshli, korroziyaga chidamli, ishqalanishga qarshi, himoya-dekorativ va boshqa qoplamalar sifatida keng qo'llaniladi. Ular optikada (polarizatsiya filtrlari, nur ajratgichlar, aks ettirishga qarshi va boshqa qoplamalar) va elektronika sanoatida asboblar va integral mikrosxemalar (ohmik kontaktlar, oqim o'tkazuvchi yo'llar, kondansatörler, magnit plyonkalar ustidagi qurilmalar) ishlab chiqarishda keng qo'llanilishini topdilar. yarimo'tkazgichli epitaksial plyonkalar).

Adabiyot

1.Epifanov G.I., Moma Yu.A. Jismoniy asoslar dizayn va texnologiya REA va EVA: universitetlar uchun darslik. - M .: Sovet radiosi, 1979 .-- 352 b.

2. Kvazi-yopiq hajmdagi plyonkalarni vakuumli yotqizish. M., "Sovet radiosi", 1975, 160 b. / Yu. Z. Bubnov, M. S. Lurie, F. G. Staros, G. A. Filaretov.

3. Yarimo'tkazgichli qurilmalar va mikroelektron mahsulotlar texnologiyasi. 10 kitobda: Darslik. Kasb-hunar maktablari uchun qo'llanma. Kitob. 6. Plyonkalarni vakuumda qo'llash / Minaichev VE - M .: Oliy. shk., 1989. - 110 b.: kasal.

4. Efimov IE va boshqa mikroelektronika. Jismoniy va texnologik asos, ishonchlilik. Darslik. Universitetlar uchun qo'llanma. M: "Yuqori. maktab ", 1977. - 416 p. loy bilan

5. Karpenko G.D., Rubinshteyn V.L. Zamonaviy usullar vakuumda yupqa plyonkali qoplamalarni cho'ktirish paytida cho'ktirilgan moddaning hosil bo'lishi. Minsk: BelNIINTI, 1990 - 36 p.

6. Kostrjitskiy A. I., Lebedinskiy. Ko'p komponentli vakuumli qoplamalar. –M: "Mashinasozlik", 1987 - 207 b.

7. Butovskiy KG, Lyasnikov VN Püskürtülmüş qoplamalar, texnologiya va uskunalar. - Saratov .: "Saratov shtati. texnologiya. Universitet ", 1999 - 117 b.

8. Kudinov V. V., Bobrov G. V. Qoplamlarni purkash orqali qo'llash. Nazariya, texnologiya va uskunalar. - M .: "Metallurgiya", 1992 - 431 b.

9.O.S.Trushin, V.F.Bochkarev, V.V.Naumov. Ion-plazma purkash sharoitida plyonkalarning epitaksial o'sishi jarayonlarini modellashtirish. // Mikroelektronika, 2000, 29-jild, № 4, 296-309-betlar.

Vakuum tizimlari ma'lum hajmda berilgan vakuumni yaratish va saqlashni ta'minlaydigan o'zaro bog'langan elementlar majmuasidir. Barcha vakuum tizimlari vakuum darajasiga ko'ra past, yuqori va o'ta yuqori vakuum tizimlariga bo'linadi.

Navigatsiya:

Bundan tashqari, vakuum tizimlari

Vakuum tizimlarining asosiy tarkibiy qismlari:

vakuum nasosi yoki gaz muhitini chiqarish uchun o'rnatish;

vakuum tizimlarining tarkibiy qismlarini birlashtiruvchi quvur liniyalari;

vakuum yaratilgan idish, idish yoki boshqa yopiq hajm;

turli xil o'chirish vanalari va xavfsizlik moslamalari;

tizim holati haqidagi ma'lumotlarni uzatuvchi sensorlar tizimi;

sensorlardan olingan ma'lumotlar asosida butun tizimni boshqarishni ta'minlaydigan kontroller.

Yuqorida sanab o'tilgan elementlarning ba'zilari etishmayotgan bo'lishi mumkin, barchasi tizim uchun maxsus talablarga bog'liq. Bundan tashqari, kerakli vakuumning doimiy ravishda saqlanishini ta'minlaydigan elementlarning bir qismi yoki hatto hammasi takrorlanishi mumkin. To'liq avtomatik vakuum tizimi mustaqil ravishda qo'shimcha modullarni ishga ulashga, o'chirish klapanlarini boshqarishga va belgilangan hajmlarda kerakli vakuum darajasini doimiy ravishda ushlab turishga qodir.

Vakuum tizimlarining chizmalari har bir alohida holatda mijozlarning talablarini hisobga olgan holda ishlab chiqiladi va texnik hujjatlar talablariga javob berishi kerak. Ular har qanday loyihaning ajralmas qismi bo'lib, barcha o'zgaruvchilarni hisobga oladi va malakali mutaxassislar tomonidan ishlab chiqiladi.

Bunga misol qilib tibbiy vakuum tizimlarini keltirish mumkin, ularning yopilishi vaqtida halokatli bo'lishi mumkin jarrohlik... Ushbu turdagi vakuum tizimining har bir sensori majburiy ravishda takrorlanadi, tizimning to'liq zaxirasi va avtonom quvvat manbai ko'pincha ishlatiladi. Avtomatik vakuum tizimi sensorlarning o'qishlariga ko'ra havoni evakuatsiya qiladigan nasoslarni yoqish va o'chirish orqali kerakli vakuumni saqlab turadi.

Vakuum tizimlari asosan quyidagilar uchun ishlatiladi:

kimyo, neft sanoati va ilmiy laboratoriyalarda kimyoviy reaksiyalar uchun sharoit yaratish;

optikada linzalar ishlab chiqarish;

oziq-ovqat sanoatida mahsulotlarni vakuumli qadoqlash;

metallurgiya eritish pechlarida eritmalarni gazsizlantirish;

elektronikada elektr platalarini qayta ishlash;

tibbiyotda qon so'ruvchi qurilmalarning ishlashini va ayrim dori vositalarini ishlab chiqarishni ta'minlash;

avtomobilsozlik sanoatida turli tuzilmalar va aralashmaydigan materiallarning püskürtme materiallari;

qishloq xo'jaligi korxonalarining sog'ish mashinalarida vakuum yaratish.

Vakuum tizimlari uchun klapanlar o'chirish, xavfsizlik va nazorat qilish vanalariga bo'linadi. Ba'zi turdagi nazorat klapanlari, agar kerak bo'lsa, o'chirish vanalarini almashtirishi mumkin. TO o'chirish klapanlari eng vakuum va nazorat klapanlari, 2 pozitsiyaga ega bo'lgan va faqat ishchi muhitni, tartibga solish va xavfsizlik moslamalarini kesish (o'tish) ni ta'minlaydi.

Talabalarga o'rgatish uchun ishlatiladigan vakuum blokining ishchi modeli:

Vakuum birligi (purkash)

Püskürtme uchun ishlatiladigan vakuumli qurilmalar davriy, yarim uzluksiz va doimiy ta'sirga ega. Qismlarni ommaviy va ketma-ket qayta ishlash uchun uzluksiz ishlaydigan vakuumli qurilmalar qo'llaniladi. Partiyali va yarim uzluksiz ishlaydigan zavodlar bir nechta yuklanadigan ish kameralariga yoki bir nechta pozitsiyalarga yuklangan bitta kameraga ega bo'lishi mumkin. Püskürtme jarayonini bir necha operatsiyalarga bo'lish mumkin:

• qismlarni yuklash va ish kamerasini muhrlash;
• kerakli vakuumni yaratish;
• purkalgan materialning bug'lanishi yoki püskürtülmesi;
• purkashning termik ishlovi;

Vakuumli purkash turli xil elektron platalar ishlab chiqarishda, avtomobil oynalarini qoraytirishda va ba'zi plastmassalarni metalllashtirishda qo'llaniladi. Odatda, vakuumli püskürtme zavodlari dizaynida quyidagi elementlarga ega:

• muhrlangan yopiq joy (ish kamerasi);
• purkalgan materiallarning bug'lanishi yoki püskürtülmesi manbai;
• nasos va quvurlarni barcha o'chirish, boshqarish va xavfsizlik klapanlari bilan o'z ichiga olgan vakuum tizimini yaratish;
• jarayonni boshqarish tizimiga ulangan sensorlar;
• konveyer yoki boshqa oziqlantirish moslamasi;
• qo'shimcha qurilmalar (filtrlar, manipulyatorlar, drayvlar, filtrlash qurilmalari).
• Vakuumli püskürtme quyidagi vositalar yordamida amalga oshirilishi mumkin:
• materiallarning katodli püskürtülmesi (to'lqinli katodga elektr toki qo'llaniladi va uning qismi anod vazifasini o'taganligi sababli, uning ustiga purkalgan material püskürtülür);
• magnetronning chayqalishi;
• katodlarning ion-plazma bilan sochilishi;

Ishlov beriladigan qismning sirt harorati ko'tarilganda, yotqizilgan zarralar rad etiladi, shuning uchun to'g'ri tashkil etilgan sovutish juda muhimdir. Vakuum yaratish uchun ishlatiladigan uskunaga qarab, butun o'rnatish nomlanadi. Masalan, suyuq halqali vakuum qurilmasi ish kamerasidan gazlarni chiqarishda suyuq halqali nasoslardan foydalanishni anglatadi.

Püskürtme printsipi, ishlatiladigan vakuum nasoslarining turi, avtomatlashtirish darajasi, hajm va boshqa elementlarda farq qiluvchi ko'plab vakuumli qurilmalar mavjud. Bunga misol tariqasida ular asosidagi UV-24S, UV-947, Bulat-3T, UVN-15, Magna 2M, Oratorio-9 vakuumli qurilmalarni keltirish mumkin.

Metalllarni magnetron bilan püskürtmek uchun vakuumli o'rnatish sxemasi:

Vakuum tizimlari uchun uskunalar (klapanlar, gardishlar, datchiklar)

Vakuum tizimlarini loyihalashda eng keng tarqalgan xato - bu loyihaning murakkabligi va ko'plab keraksiz elementlarning mavjudligi. Bular keraksiz klapanlar bo'lishi mumkin, bu esa muhrlanish uchun qo'shimcha joylarni, noqulay joylarda joylashgan va doimiy ravishda vayron bo'lgan datchiklarni, qattiq konstruktsiyani bajarish mumkin bo'lgan joylarda o'rnatilgan gardishlarni talab qiladi.

Vakuum uskunalarini ishlab chiqaruvchilar ko'p hollarda iste'molchining quvvati, maksimal mumkin bo'lgan vakuum va nasos tezligi bo'yicha talablariga javob beradigan uskunalar ishlab chiqaradilar. Yuqori samarali tizimlarda keraksiz elementlarni o'rnatish ularning bosimsizlanishiga olib kelishi mumkin va xavfsizlik moslamalarining ishlashini ta'minlamaydi. Shu sababli, noprofessional tarzda ishlab chiqilgan vakuum tizimi nafaqat ish sharoitlariga qoniqarsiz, balki operatsion xodimlar uchun ham xavfli bo'lishi mumkinligini hisobga olish kerak.

Vakuum tizimlarini o'rnatishda ishlatiladigan barcha armatura ish sharoitlariga to'liq mos kelishi va tegishli texnologiyalar yordamida ishlab chiqarilishi kerak. Vakuum uskunalarini ishlab chiqarish tizimning barcha elementlarini ta'minlaydigan korxonaning asosiy yo'nalishi bo'lishi kerak.

Yuqori vakuum sensori:

Vakuum texnologiyasi (vakuum yaratish va texnik xizmat ko'rsatish)

Vakuum va kompressor texnologiyasi juda ko'p o'xshash xususiyatlarga ega. Ko'pincha, ishlab chiqaruvchilar kompressor uskunalari vakuum tizimlari va ularning elementlarini yasash. Vakuum texnologiyasini ishlab chiqarish asoslanadi qo'shimcha usullar qayta ishlash uskunalari, tizimlarning maksimal muhrlanishiga erishish.

Vaqt o'tishi bilan vakuumni yaratish va saqlash texnologiyasi rivojlandi. Hozirgi vaqtda vakuum fani va texnologiyasi chuqur kosmik vakuumga mos keladigan noyoblikni yaratishga imkon beradi.

Vertikal va gorizontal vakuum nasoslari:

Vakuum nasoslari (turlari va ilovalari)

Bir necha turdagi vakuum nasoslari qo'llaniladi. Ularning har biri o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega, bu o'z doirasini ta'minlaydi.

Suv halqali nasos o'z nomini vakuum tizimidagi vakuum ishchi tekislikdagi doimiy suv halqasi orqali yaratilganligi sababli oldi. Nasos mili shunday joy o'zgartiriladiki, nasosning bir tomonida pichoqlar korpusga yaqin (u tegmasdan) o'tadi va qarama-qarshi tomonda devorga sezilarli masofa mavjud.

Pervanel pichoqlari aylanganda, ular suyuqlikni (suvni) ushlab, uni halqa shaklida aylantiradi. Bu holatda harakat qiluvchi ishqalanish kuchlari suyuqlikning isishiga olib keladi, shuning uchun halqadagi suv doimo toza suv bilan almashtiriladi. Gaz suv halqasi yordamida so'rilganligi sababli, pompalanadigan muhitdagi abraziv ifloslantiruvchi moddalarning ko'p qismi filtrlanadi va toza gaz chiqadi.

Bunday nasoslarga texnik xizmat ko'rsatish juda oson, gazlarni tez evakuatsiya qilishni ta'minlaydi, ularning tarkibiga oddiy emas, lekin chuqur vakuum yarata olmaydi, bu esa ulardan sanoatda foydalanishni cheklaydi.

Suyuq halqali nasosning ishlash sxemasi:

Bu erda H nuqtasi pompalanadigan gazning eng yuqori siqilish joyini ko'rsatadi (chiqish trubasining ulanishi), B - nasosga kirish, K - suv halqasi.

Aylanadigan qanotli nasos korpusga nisbatan eksantrik tarzda joylashgan mil tufayli gazlarni chiqaradi. Milyada buloqlar o'rnatilgan maxsus teshiklar mavjud. Buloqlar ta'sirida pichoqlar doimo tanaga bosilib, bir-biriga yopishgan kameralarni hosil qiladi. Rotor aylanganda, har bir kamera o'z hajmini minimaldan (undagi gazlarning maksimal siqilishi bilan) maksimalgacha (vakuum yaratishda) o'zgartiradi. Plitalarning tanadagi ishqalanishini kamaytirish uchun maxsus moy ishlatiladi.

Qo'llash doirasi cheklangan, chunki pompalanadigan gazlarda abraziv zarralar va chiquvchi gazlarda neft bug'lari mavjud bo'lmasligini kafolatlaydigan filtrlash moslamasi talab qilinadi.

Aylanadigan qanotli nasoslarning ishlash sxemasi:

Qo'llab-quvvatlovchi nasos har xil turdagi bo'lishi mumkin, masalan, aylanuvchi qanot, suyuq halqa, g'altak. Bunday nasoslarning asosiy vazifasi yuqori vakuumni ta'minlaydigan nasoslarning ishlashini ta'minlash uchun imkon qadar tezroq forevakuumni (dastlabki vakuum) yaratishdir. Buning sababi, ba'zi nasos modellari oddiy atmosfera bosimida past nasos tezligiga ega va chuqur vakuum yaratish uchun mumkin bo'lgan eng yuqori vakuumni talab qiladi.

Turbomolekulyar, bug'-moyli diffuz va boshqa turdagi nasoslar oldingi nasoslarda ikkinchi bosqich sifatida ishlatiladi.

Roots nasoslari sinxron aylanadigan ikkita rotor mavjudligi sababli gaz aralashmalarini pompalaydi. Rotorlardan biri dvigateldan aylanish harakatini oladi, ikkinchisi esa sinxron aylanishni ta'minlaydigan tishli poezd tomonidan boshqariladi. Dizayn hatto yuqori vakuumni yaratishga imkon beradi, lekin ish kamerasiga kiradigan gazni majburiy tozalashni talab qiladi.

2 bo'lakli ("A" pozitsiyasi) va 3 bo'lakli ("B" pozitsiyasi) ildiz nasoslarining ishlash sxemasi.