2. Одержання плівок методом катодного розпилення

Конструкція установки для катодного розпилення, зображеної на рис. 2.1, складається з газорозрядної камери 1, у яку вводиться робочий газ (звичайно аргон) під тиском 1 - 10 Па; катода 2, що виконує функцію розпилюваної мішені; анода 3 і закріпленої на ній підкладки 4. Між анодом і катодом подається постійна напруга величиною кілька кіловольтів, що забезпечує створення в міжелектродному просторі електричного поля напруженістю порядку 0,5 кв/див. Анод заземлений, а негативна напруга до катода подається через ізолятор 5. Щоб виключити забруднення скляного ковпака камери, поблизу катода закріплюють екран 6.

2.1 Схема пристрою для катодного розпилення

Електричне поле, що існує між катодом й анодом, прискорює електрони, що утворяться в міжелектродном просторі в результаті фотоемісії з катода, автоелектронної (польовий) емісії, впливу космічного випромінювання або інших причин. Якщо енергія електронів перевищує енергію іонізації молекул робочого газу, то в результаті зіткнення електронів з молекулами газу виникає газовий розряд, тобто утвориться газорозрядна плазма. Для того щоб електрон міг набрати необхідну для іонізації газу енергію, йому потрібно забезпечити мінімально необхідну довжину вільного пробігу. Тільки при цьому умові електрон, рухаючись без зіткнень, здатний збільшити свою енергію до потрібної величини. Однак, якщо довжина вільного пробігу електронів стає порівнянної з відстанню між катодом й анодом, те основна частина електронів буде пролітати міжелектродний простір без зіткнень із молекулами рабочого газу. Газорозрядна плазма згасне. Ці два фактори й визначають нижню й верхню межі тисків газу в камері. Плазма, що утвориться в результаті газового розряду, складається з електронів, іонів і нейтральних молекул робочого газу.

Іони під впливом електричного поля прискорюються й бомбардують катодомішень. Якщо енергія іонів перевищує енергію зв'язку атомів мішені, то відбувається її розпилення. Крім вибивання атомів з поверхні мішені, іони здатні вибити з її вторинні електрони (вторинна електронна емісія). Ці вторинні електрони прискорюються й іонізують молекули робочого газу; іони, що утворяться при цьому, бомбардують мішень, викликаючи вторинну електронну емісію, і процес повторюється. Таким чином, газовий розряд підтримує сам себе й тому називається самостійним тліючим розрядом. З підвищенням струму, що протікає через газорозрядну плазму, збільшується щільність іонного потоку й інтенсивність розпилення мішені. При деякій щільності потоку, що залежить від умов охолодження мішені, починає проявлятися термоелектронна емісія. Струм у розряді зростає, а сам розряд стає несамостійним, здобуваючи характер дугового розряду. Для запобігання переходу самостійного тліючого розряду в дугове високовольтне джерело живлення повинен мати обмеження по потужності, а мішень інтенсивно прохолоджуватися.

Рис. 2.2 Пластинка з напиленною міддю

методом катодного розпилення

ІНСТРУКЦІЯ

по користуванню установки для катодного напилювання.

Увага!

В установці є напруга 25 кв.!

Включати установку тільки з дозволу викладача.

Підготовка до роботи.

1. Установити підкладку на предметний столик.

2. Установити ковпак, так щоб ободок ковпака збігся з ущільнювальним кільцем.

3. Надягти захисний кожух на скляний ковпак і високовольтний вивід на електрод.

4.Включити вилку живлення вакуумметрі в мережу,

5.Відкрити ліві дверцята установки й переконатися у відсутності затискача на шлангу й закрити дверцята.

Порядок включення установки.

Перед включенням всі перемикачі повинні бути в положенні «Выкл.», а регулятор напруги в крайньому левом положень.

1. Включити мережу вимикачем на стіні.

2. Включити установку перемикачем " Мережа".

3. Перемикач «насоси» установити в положення «Д». При цьому повинен включитися насос.

4. Включити вакуумметр, установивши необхідний струм розжарення. При досягненні вакууму порядку 8-6*10-2 ммрт.ст. установити перемикач «Пост» у положення «Вкл.» і перемикач «Режими» у положення «Р». При цьому повинна зайнятися лампочка «розряд».

5. Установити струм розряду 30 ма й робити процес напилювання.

Порядок вимикання.

1. Відключити висока напруга.

2. Пережати затискачем шланг насоса. 3. Високовольтний електрод надягти на розрядника.

4. Виключити насос і всю установку.

5. Впустити повітря під ковпак і вийняти напиляний зразок.