物理氣相淀積上ppt課件-在線瀏覽
2025-03-04 02:42本頁面
【正文】 油擴散泵 油噴射泵 靠蒸氣噴射的動量把氣體帶走 100～ 10－ 7Pa 100～ 10－ 6Pa 干式泵 濺射離子泵 鈦升華泵 利用濺射或升華形成吸氣、吸附排除氣體 10－ 2～ 10－ 8Pa 10－ 1～ 10－ 8Pa 干式泵 吸附泵 冷凝泵 冷凝吸附泵 利用低溫表面對氣體進行物理吸附排除氣體 102Pa 10－ 2～ 10－ 10Pa 10－ 2～ 10－ 6Pa ? 機械泵：旋片式、定片式和滑翔式等。 1) 旋片式機械泵：定子、旋片和轉(zhuǎn)子組成。 2) 原理： 在溫度一定的情況下容器的體積與氣體的壓強成反比。如此不斷進行吸氣、壓縮和排氣，于是和機械泵連接的真空容器便獲得了真空。該泵由兩個轉(zhuǎn)子串聯(lián)構(gòu)成，以一個轉(zhuǎn)子空間的出氣口作為另一個轉(zhuǎn)子空間的進氣口，這樣便可使極限真空從單級泵的 1Pa提高到 10－ 2Pa數(shù)量級，目前機械泵一般都是雙級泵。 ? 擴散泵：利用被抽氣體向蒸氣流擴散的現(xiàn)象實現(xiàn)排氣作用的。由于噴嘴外的壓強較低，于是蒸氣會向下噴射出較長距離，形成一高速定向的蒸氣流，其分壓強低于擴散泵進氣口上方被抽氣體分壓強，這樣真空室內(nèi)的氣體分子必然向著壓強低的擴散泵噴口處擴散，同具有較高能量的 超音速蒸氣分子相碰撞而發(fā)生能量交換 ，驅(qū)使被抽氣體分子沿蒸氣流方向高速運動并被帶往出口處，被機械泵抽走。如此循環(huán)。 3) 擴散泵油是擴散泵的重要工作物質(zhì)，泵油應(yīng)具有較好的 化學(xué)穩(wěn)定性 （無毒無腐蝕）， 熱穩(wěn)定性 （高溫不分解）， 抗氧化性和較低的飽和蒸氣壓 以及在工作時盡可能高的蒸氣壓。 ? 分子泵 動量傳輸作用： 當(dāng)氣體分子碰撞到高速移動的固體表面時，總會在表面停留很短的時間，并且在離開表面時將獲得與固體表面速率相近的 相對切向速率 ，這就是動量傳輸作用。 2) 分子泵主要特點：啟動迅速、噪聲小、運行平穩(wěn)、抽速大、不需要任何工作液體。 ? 任何方法都有一定的測量范圍，這個范圍就是該真空計的 量程 。 ? 真空計有 :電容壓力計、熱傳導(dǎo)規(guī)表（低中真空）、離子規(guī)表（高真空） ? 熱偶真空計：直接用熱電偶測量熱絲溫度的真空計，應(yīng)用廣泛。 蒸發(fā)工藝 在半導(dǎo)體制造的早期 ， 所有金屬層都是通過蒸發(fā)方法淀積的 。 ?原理 ：在真空室中加熱蒸發(fā)容器 （ 坩鍋 ） 中待蒸發(fā)的原材料 ，使其原子和分子從表面氣化溢出 ， 形成蒸氣流 ， 入射到固體（ 稱為襯底或基片 ） 表面 ， 凝結(jié)形成固態(tài)薄膜的方法 ， 也稱熱蒸發(fā)法 。 ?特點：設(shè)備簡單 、 操作容易 ， 制成的薄膜純度高 、 質(zhì)量好 ， 成模速率快 、 效率高 ， 薄膜生長機理單純 。 ? 原理示意圖 ： ? 組成： 1) 真空室 ：提供真空環(huán)境 2) 蒸發(fā)源或蒸發(fā)源加熱器 ：放置蒸發(fā)材料并對其進行加熱 3) 基板（襯底材料） ：用于接收蒸發(fā)物質(zhì)并在其表面形成固體薄膜 4) 基板加熱器及其測溫裝置 5) 基板旋轉(zhuǎn)裝置 機械泵 高真空閥 高真空泵 工藝腔 (鐘罩 ) 坩鍋 蒸發(fā)金屬 載片盤 蒸發(fā)系統(tǒng) ? 蒸發(fā)過程 1) 加熱蒸發(fā)過程：包括由凝聚相變?yōu)闅庀?（ 固相或液相 氣相的相變過程 ） ， 每種蒸發(fā)物質(zhì)在不同的溫度下有不同的蒸氣壓 。 飛行中真空室內(nèi)殘余氣體分子碰撞的次數(shù) ， 取決于蒸發(fā)原子的平均自由程 ， 以及源－基距 （ 蒸發(fā)源到基片的距離 ） 3) 蒸發(fā)原子或分子在基片表面的淀積過程 ， 即蒸氣凝聚 、 成核 、 核生長 、 形成連續(xù)薄膜 。 上述過程都必須在真空環(huán)境下進行 ， 否則蒸發(fā)原子或分子將和大量空氣分子相互碰撞 。 物質(zhì)的飽和蒸氣壓 隨溫度的上升而增大 ， 在一定溫度下 ， 各種物質(zhì)的飽和蒸氣壓不相同 ， 且具有恒定的數(shù)字 ， 相反一定的飽和蒸氣壓必定對應(yīng)一定的物質(zhì)溫度 。 離開蒸發(fā)源的氣體分子流
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