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物理氣相淀積上ppt課件(參考版)

2025-01-18 02:42本頁面
  

【正文】 解決:加熱硅片并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)硅片 。 蒸發(fā)多組分薄膜的方法 ?化合物蒸發(fā)法 1) 方法:電阻式蒸發(fā)、反應(yīng)蒸發(fā)法、雙源或多源蒸發(fā)-三溫度法和分子束外延法 2) 反應(yīng)蒸發(fā)法:將活性氣體導(dǎo)入真空室,使活性氣體的原子和分子和從蒸發(fā)源逸出的蒸發(fā)原子、低價(jià)化合物分子在基板表面淀積過程中發(fā)生反應(yīng),從而形成高價(jià)化合物薄膜的方法。 3) 缺點(diǎn):蒸發(fā)裝置必須屏蔽,并需要復(fù)雜昂貴的高頻感應(yīng)器、高頻場(chǎng)會(huì)使參與氣體電離,使功耗增大。 高頻感應(yīng)蒸發(fā)源示意圖 2) 優(yōu)點(diǎn):蒸發(fā)速率大,可為電阻式的 10倍;蒸發(fā)源的溫度均勻穩(wěn)定,不易產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象;蒸發(fā)材料是金屬時(shí),蒸發(fā)材料可產(chǎn)生熱量。 ?高頻感應(yīng)蒸發(fā)源 1) 原理:將裝有蒸發(fā)材料的坩鍋放在高頻螺旋線圈的中央,使蒸發(fā)材料在高頻磁場(chǎng)的感應(yīng)下產(chǎn)生強(qiáng)大的渦流損失和磁滯損失(對(duì)鐵磁體),致使蒸發(fā)材料升溫,直至氣化。 ?由于 e 型槍有效抑制二次電子,可方便地通過 改變磁場(chǎng)來調(diào)節(jié)電子束的轟擊位置 ,再加上在結(jié)構(gòu)上采用的內(nèi)藏式陰極, 防止了極間放電、避免了燈絲污染 。 直槍式蒸發(fā)源簡圖 ? e型槍 :即 270度偏轉(zhuǎn)的電子槍,它克服了直槍的缺點(diǎn),是目前用的 較多的電子束蒸發(fā)源 。 直槍的功率從幾百瓦到幾千瓦都有 。 ? 環(huán)形槍 :靠環(huán)形陰極來發(fā)射電子束,經(jīng)過聚焦和偏轉(zhuǎn)后打在坩鍋中使坩鍋內(nèi)的材料蒸發(fā),結(jié)構(gòu)簡單但功率和效率不高,多用于實(shí)驗(yàn)性研究,在生產(chǎn)中用的較少。 ? 電子槍的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)備價(jià)格較貴 ? 當(dāng)加速電壓過高時(shí)所產(chǎn)生的軟 X射線對(duì)人體有一定的傷害,應(yīng)予以注意。 ? 由于被蒸發(fā)材料置于水冷坩鍋內(nèi),因而可避免容器材料蒸發(fā),以及容器材料和蒸發(fā)材料之間的反應(yīng), 提高純度 。 電子束蒸發(fā)系統(tǒng) ?電子束蒸發(fā) 4) 電子束蒸發(fā)優(yōu)點(diǎn) : ? 電子束轟擊熱源的束流密度高,能獲得遠(yuǎn)比電阻加熱源更大的能量密度,因此可以使 高熔點(diǎn)蒸發(fā)材料蒸發(fā) ,并且能有 較高的蒸發(fā)速率 。 2) 過程 :將蒸發(fā)材料放入水冷的銅坩鍋中,直接利用電子束加熱,使蒸發(fā)材料氣化蒸發(fā)后凝結(jié)在基板表面成膜,是真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)的發(fā)展方向。 ?電阻式蒸發(fā)源 電阻式蒸發(fā)系統(tǒng) 3) 電阻式蒸發(fā)源的形狀: 根據(jù)蒸發(fā)材料的性質(zhì),結(jié)合考慮蒸發(fā)源材料的潤濕性,選擇蒸發(fā)源形狀。 由于電阻式加熱蒸發(fā)源結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)廉易作,是一種普遍的蒸發(fā)源。 當(dāng)蒸發(fā)源近似為平面 ? 源時(shí) , 氣體分子流與夾角有關(guān) : 此時(shí) , 蒸發(fā)源正上方的基板 會(huì)得到更多的淀積薄膜 ?c o s?F到達(dá)基板表面的材料比例常數(shù)可以寫為: 為獲得好的均勻性 , 一般采用球形放置方式 , 此時(shí)有: K為一個(gè)常數(shù) , 保證了到達(dá)硅片襯底表面各點(diǎn)的氣體分子數(shù)相等 , 即淀積速率的均勻性 。 常用材料的飽和蒸氣壓 ?蒸發(fā)速率 2) 蒸發(fā)速率取決于離開蒸發(fā)源的材料有多少;到達(dá)基板材料有多少 ? 熱平衡狀態(tài),單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積表面的氣體分(原)子數(shù)為: 其中 P是壓強(qiáng), M是氣體分子的質(zhì)量 單位時(shí)間內(nèi)坩鍋中蒸發(fā)材料質(zhì)量的 消耗速率 可寫為: 其中 ,Pe是蒸發(fā)材料的飽和蒸氣壓, T是材料溫度 假設(shè)材料溫度近似為恒定,同時(shí)面積 A恒定,則有: 為固定值 k T MPJn?22?dATPkMdAPkTMR eeML ?? ???????????? 22ATPkMR eML ?2?? 當(dāng)真空室內(nèi)的真空度足夠高時(shí) , 忽略氣體分子的
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