Белорусский государственный университет
Факультет радиофизики и компьютерных технологий
Ответы на контрольные вопросы к лабораторному практикуму по спец. курсу
«Физические основы ионно-фотонно-плазменных технологий в радиоэлектронике»
Выполнили: студенты 3 группы 4 курса
Заев Максим Андреевич
Зенчик Никита Сергеевич
Казак Матвей Николаевич
Людчик Андрей Игоревич
Серафимов Дмитрий Валентинович
Чембровский Артур Геннадьевич
Минск, 2016
Лабораторная работа №1.
1. Какой критерий используется для определения степени вакуума?
Степень вакуума может определяться через число Кнудсена и через величину давления газа в камере. Число Кнудсена КN представляет собой отношение числа столкновений частиц со стенкой к числу столкновений частиц между собой. КN << 1 - низкий вакуум, КN ≈ 1 – средний вакуум, КN > 1 - высокий вакуум, КN >> 1 - сверхвысокий вакуум. По величине давления газа (для камеры размером в несколько десятков см) 105 – 103 Па - низкий вакуум, 103 – 10-1 Па - средний вакуум, 10-1 – 10-4 Па - высокий вакуум, 10-4 – 10-9 Па - сверхвысокий вакуум.
2. Перечислить основные параметры вакуумных насосов.
Основные параметры вакуумных насосов: быстрота откачки и эффективная быстрота откачки, быстрота действия, коэффициент использования, производительность, предельное давление, наименьшее рабочее давление, наибольшее рабочее давление, наибольшее давление запуска и наибольшее выпускное давление.
3. Какой принцип действия пластинчато-роторного, турбомолекулярного, паромасляного диффузионного, магниторазрядного и криогенного насосов?
Пластинчато-роторный насос. Часть объема камеры, соединенная с впускным патрубком увеличивается - происходит всасывание газа из откачиваемого объема. Дальше всасывание заканчивается, начинается процесс сжатия захваченной порции газа. После сжатия порции газа она выталкивается в атмосферу и цикл начинает повторяться.
Механический двухроторный насос. Сначала газ всасывается верхним ротором, затем - нижним. После этого нижний, а за ним и верхний ротор выталкивают порцию газа.
Турбомолекулярный насос. Принцип действия основан на переносе газа вращающимся диском-ротором от центра к краю диска.
Паромасляный диффузионный насос. Принцип действия основан на переносе газа струей пара рабочего масла насоса. Газ диффундирует в поток пара и переносится в выходную часть насоса.
Магниторазрядный насос. Принцип действия основан на химической адсорбции молекул и атомов реактивных газов на металлических поверхностях. Активация частиц газа провидится с помощью тлеющего разряда в скрещенных магнитном и электрическом поле. Откачка инертных газов происходит путем их растворения в растущей на поверхности металла пленки химических соединений.
Криогенный насос. Принцин действия основан на физической адсорбции молекул и атомов реактивных газов на поверхностях с развитой площадью поверхности при низких температурах. Охлаждение поверхностей проводится с применение жидного азота, гелия ,водорода.
4. Какой принцип действия теплового и электронного датчиков давления?
Принцип действия теплового датчика – зависимость температуры нагретой металлической нити от давления окружающего газа при условии постоянной вкладываемой в нагрев нити электрической мощности. Температура нити регистрируется термопарой и индицируется.
Принцип действия электронного датчика – влияние давления газа на ионный ток, образованный при ионизации газа ускоренным потоком термоэлектронов. Конструктивно очень схож с ламповым триодом, содержащим подогревной термокатод, сетку и анод.
5. Назначение пленочных покрытий в технологии и функционировании изделий микроэлектроники? Применяемые материалы?
В электронике и микроэлектронике тонкие плёнки наносят для: металлизации, контактных структур, ЖК-индикаторов, диэлектрических и защитных покрытий. Наиболее распространенные материалы покрытий: оксиды, нитриды, карбиды, карбонитриды металлов и полупроводников (TiN, TiC, TiO2, TiNC, TiAlN, ZrNC, TiZrN, InSn2O3, Al2O3, SiO2, Si3N4, Ta2O5 и т.д.).
6. Другие области применения пленочных покрытий?
Другие области применения плёночных покрытий: оптика (интерференционные фильтры и зеркала, просветление, антибликовые и защитные покрытия), архитектура и строительство (декоративные и теплосберегающие покрытия), машиностроение (упрочняющие, защитные и трибологические покрытия) и т. д.