Разпрашване - титан - Голяма енциклопедия на нефта и газа, статия, страница 1
Пръскане - титан
Титанът се отлага приблизително 10 секунди след разтопяването му, тъй като титанът е геттер и в началото на изпаряването му се получава интензивно отделяне на газ, който замърсява отложения филм с газови молекули. [1]
Преди отлагането на титан повърхността на субстратите се почиства в тлеещ разряд в среда от остатъчни газове с налягане p10 - - 10 - 2 Torr. След завършването му се създава вакуум, който е необходим, за да започне отлагането на титан. [2]
На базата на свръхвисоковакуумна титаниева охладена помпа STON е разработен агрегат AVTO-20M, в който титанът се отлага върху повърхност, охлаждана с течен азот. Електронно-лъчевият титанов изпарител се характеризира с ниски топлинни загуби. Устройството се дегазира чрез нагряване при 400 C и се характеризира с ниско остатъчно налягане от около 10 - 12 Torr. [3]
Крайният вакуум, генериран от геттер-йонни помпи, може да бъде значително подобрен чрез разпръскване на титан върху повърхност при температура на течен азот. Такива помпи, наречени нитрогенити, имат специфична сорбция, която е около 5 пъти по-висока от сорбцията на титан, отложен върху повърхност при стайна температура. Изпомпването с нитрогенити, в сравнение със сорбцията от титан на термичната повърхност, не води до освобождаване на външни газове в обема, например метан. Граничният вакуум, получен с помощта на азотити, достига 2 - 10 - 10 mm Hg. Изкуство. Параметърът, ограничаващ използването на помпата в зоната с високо налягане, е броят на титановите молекули, изпарени за единица време. [4]
За да се елиминира влиянието на остатъчните газове, адсорбирани от мед във въздуха, преди отлагане върху субстрата, както в случая на отлагане на титан, амортисьорът се отлага вв рамките на 10 сек. След края на изпаряването на медта дифузионната помпа продължава да работи с включен азотен уловител още около 5–10 минути. Това се дължи на факта, че по време на разпрашване субстратът се нагрява до температура 100 - 160 С, при която медта лесно се окислява дори с малко количество остатъчни газове. След като субстратът се охлади, подаването на течен азот към уловителя и изпомпването се спират. Разхерметизирането на инсталацията настъпва след спадане на температурата на субстратите до 40 - 50 С. [5]
Смята се, че това явление е свързано с промяна в разпределението на плътността на йонния ток върху повърхността на катода, предизвикана от всякакви промени в условията на работа на помпата, независимо дали става дума за колебания на напрежението в мрежата или естествена промяна в налягането на изпомпвания газ и неговия състав. В този случай разпрашването надвишава разпръскването на титан в онези места, където при нормални условия геттерът се натрупва и газът, който преди това е абсорбиран в тези места, се освобождава. Наличието на бразди върху повърхността на катода го прави по-нехомогенен по отношение на йонно бомбардиране. В долната част на жлебовете титановото разпръскване винаги надвишава неговото разпръскване и следователно аргонът е ефективно зазидан там. Използването на оребрени катоди увеличава скоростта на помпата по отношение на аргона около пет пъти, но намалява нейния експлоатационен живот. Състоят се от многоклетъчен анод, от двете страни на който има и клетъчни титанови катоди. Анодът и катодите са поставени вътре в корпуса на помпата, който е йонен колектор. Част от йоните, движещи се от областта на анода 2, попадат върху клетъчните катоди 3, интензивно ги разпръсквайки. Основната маса от йони преминава през отворите на катодните клетки, забавя се в електрическото си поле и навлиза в колектора. [7]
Преди отлагането на титан, повърхността на субстратите се почистватлеещ разряд в среда на остатъчни газове с налягане p10 - - 10 - 2 Torr. След завършването му се създава вакуум, който е необходим, за да започне отлагането на титан. [8]
Инертните газове се изпомпват в магнитно-разрядни помпи главно в катодите чрез въвеждане на бързи йони в тях, които след неутрализация се задържат от физически адсорбционни сили. Непрекъснато отлаганият титан покрива адсорбираните молекули. Разпрашването на катодния материал води до освобождаване на част от газовите молекули, така че те се задържат главно само по периферията на катода, където скоростта на разпръскване е по-малка от скоростта на разпръскване на титана. [9]
Смята се, че това явление е свързано с промяна в разпределението на плътността на йонния ток върху повърхността на катода, предизвикана от всякакви промени в условията на работа на помпата, независимо дали става дума за колебания на напрежението в мрежата или естествена промяна в налягането на изпомпвания газ и неговия състав. В този случай разпрашването надвишава разпръскването на титан в онези места, където при нормални условия геттерът се натрупва и газът, който преди това е абсорбиран в тези места, се освобождава. Наличието на бразди върху повърхността на катода го прави по-нехомогенен по отношение на йонно бомбардиране. В долната част на жлебовете титановото разпръскване винаги надвишава неговото разпръскване и следователно аргонът е ефективно зазидан там. Използването на оребрени катоди увеличава скоростта на помпата по отношение на аргона около пет пъти, но намалява нейния експлоатационен живот. Състоят се от многоклетъчен анод, от двете страни на който има и клетъчни титанови катоди. Анодът и катодите са поставени вътре в корпуса на помпата, който е йонен колектор. Част от йоните, движещи се от областта на анода 2, попадат върху клетъчните катоди 3, интензивно ги разпръсквайки. Основната маса от йони преминава през отворите на катодните клетки, забавя се в своятаелектрическо поле и влиза в колектора. [единадесет]
По време на плазменото пръскане материалът, прехвърлен в течно състояние под формата на капки, се отнася от потока на йонизиран газ, пада върху повърхността, която трябва да бъде покрита, разстила се и образува покритие. Следователно веществата, използвани при плазменото пръскане, трябва да се разтопят в пламък без разлагане и сублимация. Защитата на разпръскваните материали от окисление се постига чрез екраниране на горелката с пръстеновиден поток от инертен газ. Но дори и при тези условия много материали в процеса на плазмено пръскане претърпяват промяна в химичния състав. Промяната в състава на разпръсквания материал може да бъде причинена от термична дисоциация, неконгруентно топене и др. Огнеупорните оксиди и някои огнеупорни метали имат най-висока стабилност в йонизиран поток. Трябва да се подчертае, че стабилността на веществата в пламъка зависи не само от естеството на разпръсквания материал, но и от състава на работния газ. Например, когато титанът се отлага с помощта на поток от йонизиран аргон, се получава покритие, състоящо се от метален титан. Заместването на аргона с азот води до образуването на титанов нитрид. [12]