Опыты в домашней лаборатории Тонкие плёнки На главную Типы испарителей

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

 

1)

 

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

 

 

 

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)