тю режимів осадження.
Основна складність, яка виникає при виготовленні перерахованих вище покриттів, полягає в непостійності показників заломлення плівкотвірних матеріалів шарів, що входять до складу діелектричних і металодіелектричних систем, а також в недостатній точності контролю товщини шарів в процесі осадження. Основна складність при виготовленні таких покриттів полягає в відтворенні розрахункового розподілу товщин шарів по поверхні елементу і їх контролі в процесі осадження, що вимагає проведення відповідних досліджень. Особливий інтерес тут представляє дослідження оптичних параметрів плівок з великим градієнтом товщини, яка змінюється від нуля до чверті довжини хвилі, в часі.
1.1 Особливості синтезу інтерференційних покриттів електронно-променевим методом
При електронно-променевому нанесенні вакуумних покриттів нагрівання і випаровування речовини здійснюються в результаті теплової дії електронів, які бомбардують випаровується мішень. Даним методом отримують покриття із сплавів металів, напівпровідників і навіть діелектриків. Електронно-променеве нанесення покриттів характеризується наступними перевагами:
. Можливість отримання високих по щільності потоку енергій в електронному пучку J е ~ 5 · 108 Вт/см2 (для випаровування металів достатні потоки з енергією в 103 разів нижче). При цьому в зоні дії електронів може розвиватися температура ~ 10000 ° C, тому цим методом здійснюється випаровування практично будь-яких, навіть дуже тугоплавких матеріалів.
. Пароутворення відбувається на поверхні. Це дуже важлива особливість процесу. При резистивном випаровуванні більш висока температура досягається в зоні контакту розплавленого металу з поверхнею випарника. При цьому утворюються пари проходять через розплав металу, що викликає появу в газовому потоці крапельної фази. При електронно-променевому випаровуванні крапельна фаза практично відсутня.
. Представляється можливим сканувати потік електронів по поверхні мішені, і, таким чином, при використанні складових тиглів досить просто змінювати хімічний склад випаровуваних частинок і їх просторовий розподіл.
. Можливість автоматизації процесу випаровування і, відповідно, нанесення покриття в цілому.
. Отримання хімічно чистих покриттів, тому нагрівається тільки випаровуваний матеріал.
Розроблено велику кількість конструкцій електронно-променевих випарників, в яких, наприклад, для повороту потоку електронів використовуються зовнішні магнітні поля.
Основним недоліком електронних гармат є те, що для їх стійкої роботи необхідно досить низький тиск (p lt; 10-2 Па). У поганому вакуумі можливе утворення електричних розрядів між електродами, що порушує стабільність роботи гармати. Тому, як видно з малюнка 1.1, електронно-променевої джерело має вакуумну систему відкачування.
Характерними основними параметрами електронно-променевого нанесення покриттів є:
а) прискорює напруга електронно-променевої гармати до 10 кВ;
б) щільність струму j ~ 104? 105 Вт/см2;
в) швидкість випаровування 2 · 103? 2 · 10-2 г/см2 · с;
г) швидкість росту покриттів 10? 60 нм/с.
1 - анод (тигель з речовиною); 2 - катод, 3 - електронний промінь; 4 - підкладка
Малюнок 1.1 - Принципова схема процесу нанесення покриттів електронно-променевим нагрівом
Відомі електронно-променеві гармати для напилення потужністю до 100 кВт і більше. При зіткненні електрона з поверхнею випаровується приблизно 70 - 90% його кінетичної енергії в тонкому поверхневому шарі перетворюється на теплову, решта витрачається на збудження вторинної емісії і рентгенівського випромінювання.
Для характеристики процесу випаровування вводять параметр - ефективність процесу випаровування або питома випаровуваність?. Це величина чисельно дорівнює кількості речовини, испаряемого в даних умовах при енерговитратах, рівних 1 Дж. Для електронно-променевого випарника параметр
? =3 · 10-6 г/Дж.
випаровування під дією потоку електронів частинки мають кінетичну енергію порядку 0,1? 0,3 еВ (при резистивном випаровуванні ця величина значно нижчий і становить 0,01? 0,001 еВ, що сприяє формуванню покриттів з більш високими властивостями (адгезією, сплошностью).
Електронно-променеві методи нанесення покриттів мають такі основні недоліки:
необхідне використання джерел високої напруги (до 10 кВ), що визначає складності їх експлуатації;
відносно невисокий ККД електронно-промене...
