3. Порядок выполнения работы

1. Получить у преподавателя необходимые приборы и инструменты.

2. Взвесить на аналитических весах WA-31 согласно инструкции на них: пластину кремния (с точностью до 10^–4 г) и одновременно четыре навески алюминия (с точностью до 10^–3 г).

3. Измерить расстояние от испарителя до пластины. Рассчитать по формулетолщину пленки алюминия для точечно-

го источника испарения. Здесь – вес всех навесок алюминия;– удельный вес алюминия, равный 2,7 г/см.

4. Рассчитать по формуле максимально допустимое давлениев момент напыления при условии, где– длина пути свободного пробега молекул воздуха, см;– температура в объеме под колпаком; –давление в миллиметрах ртутного столба.

5. Провести напыление алюминия на пластину под руководством преподавателя. По показаниям вакуумметра и градуировочной кривой для манометрического преобразователя ЛТ-2 определить порядок величины давления под колпаком установки в момент напыления, сравнить его с давлением, рассчитанным по п. 4, оценить и объяснить различия.

6. Взвесить пластину с напыленным на нее алюминием. Измерить линейкой диаметр пластины. По формуле рассчитать среднюю толщину пленки алюминия на пластине. Здесь,– вес пластины до и после напыления;– радиус пластины.

7. Прочертить стальной иглой две царапины на пленке алюминия (по образцу).

8. Определить на микроскопе МИИ-4 толщину пленки алюминия в области царапин согласно инструкции по эксплуатации МИИ-4. По виду царапин оценить адгезию алюминия.

9. Объяснить причины различия результатов пп. 3, 6 и 8. Сформулировать предложения по улучшению равномерности пленки алюминия.

Примерная последовательность операций при напылении

1. Установить подложку на подложкодержателе при поднятом колпаке.

2. Закрыть рабочую камеру, опустив колпак.

3. Откачать из камеры воздух до требуемого вакуума. Для этого выполнить операции в последовательности.

4. Включить источник, создающий атомарный поток алюминия.

5. Нанести пленку определенной толщины при постоянно работающих источнике потока частиц и вакуумной системе.

6. Выключить источник потока алюминия, дождаться охлаждения подложки.

7. Напустить воздух в рабочую камеру до атмосферного давления.

8. Поднять колпак и снять подложку с подложкодержателя.

В некоторых случаях выполняют дополнительные операции (на-пример, предварительный нагрев подложек). Эффективность процес- са характеризуется его производительностью, чистотой и равномер- ностью толщины наносимой пленки.

Оборудование, приборы, инструменты, материалы

1. Установка вакуумного напыления УРМЗ.279.017.

2. Вакуумметр ионизационно-термопарный ВИТ-2.

3. Микроинтерферометр Линника МИИ-4.

4. Весы аналитические WA-31.

5. Линейка.

6. Пинцет металлический.

7. Игла стальная.

8. Пластина кремниевая.

9. Навески из алюминиевой проволоки высокой чистоты.

10. Фильтры бумажные.

Контрольные вопросы

1. Принцип действия установок для нанесения тонких пленок.

2. В чем отличие процессов испарения и сублимации?

3. Чем определяется равномерность распределения толщины плен-ки по подложке?

4. Как определить толщину наносимых пленок микровзвешиванием?

5. Каков принцип измерения толщины пленок методом лучевой интерферометрии?

6. Как определиить адгезию пленок?

7. В чем заключается влияние давления остаточных газов на процесс напыления и электрофизические параметры пленок?

8. Что такое молекулярный поток?