|
Тонкие плёнки1
На главную
Размерный эффект
Методы получения тонких плёнок
Методы получения высокого вакуума
Методы контроля вакуума
Насколько опасен мономолекулярный слой
Контроль осаждения плёнки, кварцевый резонатор.
Диффузионные насосы
Криогенные насосы
Криосорбционные насосы
Сублимационные насосы
Гетерноионные насосы
111
|
Температуры и материалы испарителей, применяемых для испарения простых
веществ
Как писалось выше, для создания тонких плёнок применяются различные методы. Мы применяем вакуумное термическое испарение. Этот метод заключается в испарении вещества из специальных испарителей. Поскольку испарение осуществляется в вакууме, то получются высокочистые, плёнки в которых влияние загрязнений мало. Важным вопросои является выбор испарителя. В зависимости от испаряемого материала применяют различные испарители.
|
Испаряемое вещество и молекулярный состав паров
|
Температура,
°С
|
Материал испарителя
|
Примечания
|
|
точки плавления
|
При Р=10-2 мм.рт.ст.
|
проволока, фольга
|
тигель
|
|
Алюминий
(А1)
|
659
|
1220
|
W
|
С, BN, TiB,
—BN
|
Легко смачивает все материалы и имеет тенденцию
передвигаться по испарителю. Образует сплавы с WC и
реагирует с С. Предпочтительно использовать тигли
из нитридов
|
|
Cypьмa
(Sb<r
Sb),
|
630
|
530
|
Мо,
Та, Ni
|
Окислы,
BN,
металлы, С
|
Пар содержит молекулы из нескольких атомов. а„ = 0,2. Требует температуры
выше точки плавления Токсична
|
|
Мышьяк
(As., As,)
|
820
|
~300
|
—
|
Окислы,С
|
Пар содержит молекулы из нескольких атомов. av — = 5.10-5—5-Ю-2. Сублимируется, но требует температур
выше 100° С. Токсичен
|
|
Барий
(Ba)
|
710
|
610
|
W, Мо
, Та, N1,
Fe
|
Металлы
|
Смачивает тугоплавкие металлы без образования сплавов.
Вступает в реакцию с большинством окислов при повышенных температурах
|
|
Бериллий
(Be)
|
1283
|
1230
|
W, Мо,
Та
|
С,
тугоплавкие
окислы
|
Смачивает тугоплавкие металлы. Токсичен
Особенно токсичен порошок
|
|
Висмут
(Bi, Blj)
|
271
|
670
|
W, Мо,
Та, N1
|
Окислы, С,
Металлы
|
Пары токсичны
|
|
Испаряемое вещество и молекулярный состав паров
|
Температура,
|
Материал испарителя
|
Примечания
|
|
точки плавления
|
При Р=10-2 мм. рт.
ст
|
проволока
, фольга
|
гигель
|
|
Бор (В)
|
2100 +-
100
|
2000
|
—
|
С
|
Пленки бора при использовании испарителей из углерода не
являются чистыми
|
|
Кадмий (Cd)
|
321
|
265
|
W, Мо, Та, Fe, Ni
|
Окислы, металлы
|
Конденсация пленок требует большого перенасыщения.
Сублимируется. Осаждение Cd на стенки приводит в
негодность вакуумную систему
|
|
Кальций (Са)
|
850
|
600
|
W
|
А1203
|
|
|
Углерод
(С8, Ci, Сг)
|
~3700
|
~2600
|
|
|
Испарение с помощью дуги между стержнями из углерода или
при электроннолучевом испарении. а„<1
|
|
Хром (Сг)
|
-1900
|
1400
|
W, Та
|
|
Высокие скорости испарения без расплавления. Предпочтительным
является сублимация при радиационном нагреве стержней. Электро-осажденный Сг
вероятно выделяет водород
|
|
Кобальт (Со)
|
1495
|
1520
|
W
|
А1203,
ВеО
|
Образует сплав с W. Для уменьшения разрушения загрузка по
весу не должна быть более 30% веса нити испарителя. Возможна сублимация с
малой скоростью
|
|
Испаряемое вещество и молекулярный состав паров
|
Температура, °С
|
Материал испарителя
|
Примечания
|
|
|
Точка плавления
|
При
Р= 10-2 мм.рт.ст.
|
проволока, фольга
|
тигель
|
|
|
Медь (Си)
|
1084
|
1260
|
W, Мо, Та
|
Мо, С, Al2Os
|
Практически не взаимодействует с тугоплавкими
материалами. Предпочтительным материалом для тиглей является Мо, так как он
может обрабатываться механически и хорошо проводит тепло
|
|
Галлий (Ga)
|
30
|
1130
|
—
|
ВеО, А1203
|
Образует сплавы с тугоплавкими металлами. Окислы
подвергаются воздействию при температуре выше 1000° С
|
|
Германий (Ge)
|
940
|
1400
|
W, Мо, Та
|
W, С, А120
|
Смачивает тугоплавкие металлы, но растворимость в W плохая.
Наиболее чистые пленки получаются при электронно-лучевом испарении
|
|
Золото (Аи)
|
1063
|
1400
|
W, Мо
|
Мо, С
|
Реагирует с Та, смачивает W и Мо.
Тигли из Мо вы» держивают
несколько процессов испарения
|
|
Индий (In)
|
156
|
950
|
W, Мо
|
Мо, С
|
Предпочтительны лодочки из Мо
|
|
Железо (Fe)
|
1536
|
1480
|
W
|
ВеО, А1203, ZrOa
|
Образует сплавы со всеми тугоплавкими металлами. Загрузка по весу не должна
быть более 30% веса нити испарителя
для уменьшения разрушения. Возможна сублимация с малой скоростью
|
|
Испаряемое
|
Температура, °С
|
Материал испарителя
|
|
|
вещество и молекулярный состав паров
|
точки плавления
|
При Р=10-2 мм.рт.ст
.
|
проволока, фольга
|
тигель
|
Примечания
|
|
Свинец (РЬ)
|
328
|
715
|
W, Мо, Ni. Fe
|
Металлы
|
Не смачивает тугоплавкие металлы. Токсичен
|
|
Магний-(Mg)
|
650
|
440
|
W, Мо, Та, Ni
|
Fe, С
|
Сублимирует
|
|
Марганец (Мп)
|
1244
|
940
|
W, Мо, Та
|
А12Оэ
|
Смачивает тугоплавкие металлы
|
|
Молибден (Мо)
|
2620
|
2530
|
|
—
|
Малые скорости сублимации из Мо фольги. Предпочтительным
является элект-роино-лучевое испарение
|
|
Никель (N1)
|
1450
|
1530
|
W, W фольга, покрытая Al2Og
|
Тугоплавкие окислы
|
Образует сплавы с тугоплавкими металлами, следовательно загрузка должна быть ограничена. Малые
скорости сублимации из Ni фольги' или проволоки.
Предпочтительным является электронно-лучевое испарение
|
|
Палладий (W)
|
1550
|
1460
|
W, W фольга, покрытая Al2Os
|
А1г08
|
Образует сплавы с тугоплавкими металлами. Возможна
сублимация с малой скоростью
|
|
Платина (Pt)
|
1770
|
2100
|
W
|
Th02, ZrOa
|
Образует сплавы с тугоплавкими металлами. Использование многонитевой проволоки сокращает время испарения.
Предпочтительно электроннолучевое испарение
|
|
Смотри также сублимационные испарители Испарители из проволоки или фольги
Типы испарителей(Из Минайчева)
Метод нагрева электронной бомбардировкой(Из Минайчева)
|