4. Существование вблизи катода слоя определённой
толщины d определяется:
d
1. Значительным падением потенциала V
2. Сильным полем E у поверхности
3. Большим объемным зарядом ρ
d
d
Уравнение Пуассона
d
5. d
d
d
n+ - концентрация положительных ионов
μ+ - подвижность ионов
Eк - напряженность эл.поля на катоде
p – давление газа
6. E V IR
ВАХ разряда в неоне при давлении 1,3 мбар и нагрузочная прямая
Участки:
АB – область несамостоятельного разряда
CD – тёмный таунсендовский разряд: плотность тока растёт
DE – поднормальный тлеющий разряд
EF – нормальный тлеющий разряд
FG – аномальный тлеющий разряд
GH – переход в дугу
7. Участок FG (аномальный
тлеющий разряд) является
рабочим для получения
тонких пленок
Нормальный тлеющий разряд (участок EF) обладает
замечательным свойством: при изменении разрядного тока
плотность его на катоде остаётся неизменной. Меняется
площадь на катоде, в которую втекает ток.
8. Нагрузочная прямая тем
круче, чем больше внешнее
сопротивление
Когда на катоде не остаётся свободного места, для
увеличения тока приходится увеличивать напряжение,
чтобы вырвать с единицы площади больше электронов.
При этом растёт плотность катодного тока
10. Тлеющий разряд в атмосфере остаточного воздуха 10-3 Торр
с эффектом полого катода
11. В ионных и электронных рентгеновских трубках
Как источник света в газоразрядных трубках
Для катодного распыления металлов
Для изготовления высококачественных металлических зеркал
В газовых лазерах
12.
13. Основные явления, подтверждающие теорию:
1.
Коэффициент распыления S зависит от массы бомбардирующих ионов M1 и от их энергии E
2.
Коэффициент распыления зависит от угла падения ионов
3.
Имеется пороговая энергия Ed, ниже которой распыления не происходит
4.
Энергия распыления атомов во много раз превышает энергию термически испаренных
атомов
5.
Коэффициент распыления при очень больших энергиях ионов уменьшается вследствие
проникновения ионов под поверхность, вглубь материала
6.
Скорость вторичной ионно-электронной эмиссии мала
7.
Отсутствует распыление электронами
8.
Процесс распыления мало чувствителен к температуре
15. p поперечное сечение столковения для передачи энергии
n - концентрация атомов мишени
E - средняя энергия смещенного атома
E d - энергия смещения атома из его положения в решетке
(пороговая энергия)
E s - энергия сублимации
I.
Число атомов, с которыми столкнулось
первичное возбуждение при пересечении 1-го
слоя
II. Полное число атомов, смещенных каждым
первичным возбуждением
III. Среднее число атомных слоёв, вносящих вклад
в распыление
16. Сечение столкновения:
а – характерный радиус экранирующего облака
а0=0,53 10-8 см – боровский радиус
z1 , z2 – атомные номера иона и мишени
Максимальная энергия, передаваемая ионом атому мишени:
m1 и m2 – массы иона и мишени
Средняя энергия смещенного атома:
17. Сечение столкновения:
Средняя энергия смещенного атома:
В области больших энергий 10 000эВ > E > EB падающий ион проходит
настолько близко от ядра, которое он смещает, что экранирующее электронное
облако можно игнорировать (ядерное взаимодействие)
Поперечное сечение для передачи энергии:
где Er = 13.68эВ – ридберговская энергия для водорода
Средняя энергия смещенного атома:
18. технологические параметры:
P = 1.33 – 0.1 Па
l=2d l = 1 – 15 см
V = 1 – 10 кВ
Dкатода = 5 – 50 см
Скорость распыления:
M молекулярная масса вещества мишени
N A число Авогадро
плотность вещества мишени
e заряд электрона
j плотность ионного тока
S коэффициент ионного распыления
19. могут распыляться и наноситься любые вещества
реализация процесса при низких температурах
высокий коэффициент использования материала
отсутствие капельной фазы
достаточно простые установки
малая скорость нанесения покрытий (10- 10 мкм/мин)
трудность нанесения равномерных покрытий на детали сложной формы
Невозможность получения диэлектрических плёнок
Низкий вакуум вызывает загрязнение плёнок
20. Нанесение тонких плёнок
Очистка поверхностей
Выявление структуры вещества (ионное травление)
Получение направленных молекулярных пучков
