Bài thuyết trình Các phương pháp thực nghiệm: Phương pháp bốc bay

Bài thuyết trình Các phương pháp thực nghiệm: Phương pháp bốc bay giới thiệu về phương pháp PVD, bốc bay nhiệt điện trở, yêu cầu của hệ bốc bay, nguồn vật liệu làm nguồn nhiệt bốc bay, nguồn bốc bay nhiệt chùm điện tử và một số nội dung khác.

CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP BỐC BAY NGƯỜI TRÌNH BÀY: Lê Trấn Phương pháp PVD  Lắng động vật lý (PVD) trình màng mỏng vật liệu hình thành đế theo bước sau: Vật liệu cần lắng đọng, chuyển thành phương tiện vật lý Hơi chuyển ngang qua vùng áp suất thấp từ nguồn đến đế Hơi ngưng tụ đế hình thành nên màng Lắng đọng vật lý (PVD) Chuyển Pha khí Pha khí Ngưng tụ Bốc bay Pha ngưng tụ (lỏng rắn) Pha ngưng tụ (rắn) PVD  PVD types are:  Bốc bay  Nhiệt bốc bay  Bốc bay chùm điện tử  Phún xạ  Phún xạ DC  Phún xạ RF  Phún xạ phản ứng  Phún xạ magnetron  MBE (bay chùm phân tử) Bốc bay nhiệt điện trở Bốc bay nhiệt điện trở Vật liệu đốt nóng để trì trạng thái Thực chân không cao (10-7torr) Ưu điểm  Màng lắng đọng tốc độ cao 0.1  nm/s  Nguyên tử bay bơi lượng thấp (0.1 eV)  Tạp bẩn khí dư thấp  Không gây nhiệt cho đế  Đơn giản, không đắt  Nhiều vật liệu khác (Au, Ag, Al, Sn, Cr, Ti, Cu…)  Có thể đạt nhiệt độ 1800oC  Dòng đốt đặc trưng 200  300 A  Sử dụng W, Ta hay Mo làm nguồn nhiệt Bốc bay nhiệt điện trở Giới hạn  Khó kiểm soát hợp chất  Bề dày màng không đồng  Khó lắng đọng hốc sâu  Sự hình thành hợp kim với nguồn vật liệu  Tạp khí nhã từ dây nhiệt điện trở  Không thích hợp cho bốc bay phản ứng u cầu hệ bốc bay Chân không  10-6 torr Nước giải nhiệt Nguồn đốt Buồng chân không Lá chắn kiểm soát thời gian bắt đầu kết thúc Tốc độ bốc bay đặt trước nhiệt độ nguồn Nguồn điện Hoặc dòng cao cao  10 KW Giai đoạn tạo mầm Ngưng tụ từ bảo hòa G  r G V  4r  KT  p V  G V   ln     pS  GV: lượng tự thể tích,  lượng bề mặt pV: Aùp suất bảo hòa, pS: Aùp suất cân : Thể tích nguyên tử Giai đoạn tạo mầm Dạng tương tự: KT G V   ln 1  S  S = (pV – pS)/pV Đối với trình tạo mầm GV âm, pV > pS, S >1 Năng lượng tự tới hạn G* bán kính tới hạn r* dG d   ( r G V  4r  ) dr dr 2 r  G V * Giai đoạn tạo mầm 16 G  3(G V ) * Hàng rào lượng hiệu dụng cho tạo mầm Thiết bị Tạo màng Bơm gạt Chân không thấp  10-2 torr Chân khơng trung bình 10-2 torr  10-4 torr Chân không cao 10-4 torr  10-8 torr Những phân tử khí từ thể tích bơm khuếch tán vào không gian rotor chamber case, nén rotor quay đạt áp suất đủ cao, khí tống van thải Khí ra, thơng qua dầu, đến cổng Bơm Booster Bơm khuếch tán Bơm khuếch tán 300-400 m/s Bơm Turbo 20-50,000 rpm Bơm Turbo không sử dụng dầu hoạt động giống động phản lục Động lượng truyền đến phân tử khí đóa quay tốc độ cao Phân tử khí vào cách ngẫu nhiên, va chạm với cánh rotor quay, đẩy hướng đến van thải Bơm Turbo đạt áp suất từ 10-7 đến 10 -10 torr Aùp kế nhiệt điện Aùp kế Pirani Aùp kế Pirani Sử dụng sợi dây ống chân không cô lập sợi dây thứ hai buồng chân không thử p không đổi đến 12 V để đốt nóng dây Dây nóng chân không tốt Bởi phân tử khí đập vào dây để làm tiêu tán nhiệt Nhiệt độ dây cao, điện trở cao dòng phân tử khí thấp Sự khác biệt dòng khí chân trước ống kín chân không chưa biết dụng cụ cho số chân không buồng p kế Penning Aùp kế Penning Thu dòng anode cathode (Giữ cở vài ngàn vôn, mà có khả ion hóa phân tử khí dụng cụ)ï Phân tử khí nhiều số ion sinh nhiều dòng đo lớn Aùp kế Penning ... không cao Nguồn bốc bay nhiệt chùm điện tử Nguồn bốc bay nhiệt chùm điện tử Tính chất bốc bay chùm điện tử Phức tạp bốc bay nhiệt đa Có thể đạt nhiệt độ 3000oC Sử dụng nồi bốc bay với đáy Cu Tốc... vật lý (PVD) Chuyển Pha khí Pha khí Ngưng tụ Bốc bay Pha ngưng tụ (lỏng rắn) Pha ngưng tụ (rắn) PVD  PVD types are:  Bốc bay  Nhiệt bốc bay  Bốc bay chùm điện tử  Phún xạ  Phún xạ DC  Phún... Hợp kim lắng đọng mà khơng gây phân ly Thích hợp cho bốc bay phản ứng Nguồn bốc bay nhiệt chùm điện tử Nguồn bốc bay nhiệt chùm điện tử Bốc bay chùm điện tử Substrate e-beam Flux Evaporant B Crucible