вих пристроїв. Більш
% споживаної потужності йде на вторинне електронне і рентгенівське випромінювання, нагрівання тигля;
- в процесі росту покриття поверхню підкладки піддається впливу високоенергетичних електронів. Ці електрони здатні генерувати дефекти в зростаючій плівці, викликати її розпорошення. При попаданні цих електронів на поверхню технологічної оснастки можливе додаткове газовиділення, яке негативно позначається на якості нанесених покрить [1 - 3].
1.2 Особливості електронно-променевого випаровування діелектричних матеріалів
Електронно-променеве випаровування діелектриків має ряд особливостей, основна з яких полягає в тому, що їх поверхня має високий електричний опір і при взаємодії з нею потоку електронів відбувається накопичення електронів в поверхневому шарі (зарядка поверхні) і утворення , у підсумку, гальмуючого електричного поля.
У загальному випадку в зоні дії потоку електронів крім зарядки поверхні протікають такі основні процеси:
) вторинна електронна емісія;
) унос адсорбованого заряду з поверхні випаровування частинками.
Тоді з урахуванням даних процесів диференціальне рівняння, що описує кінетику зарядки поверхні і соста?? ленне на основі закону збереження електричного заряду, може бути представлено у вигляді:
(1.1)
Тут q - щільність поверхневого заряду, адсорбованого на діелектрику; J е -щільність потоку електронів; Vу - прискорює напруга електронної гармати;- Швидкість зміна маси мішені або швидкість випаровування (величина негативна); ? е - ступінь іонізації випаровування частинок; ? е - коефіцієнт вторинної електронної емісії, який чисельно дорівнює кількості електронів, що вибиваються з поверхні при дії на неї одного первинного електрона.
Значеніеопределяется природою матеріалу підкладки і дуже сильно залежить від енергії електронів. У першому наближенні ця залежність може бути описана виразом:
(1.2)
де a0, d - величини, залежні від природи діелектрика; е - заряд електрона.
Якщо електрон має великою енергією, то коефіцієнт вторинної електронної емісії менше одиниці, і при відсутності випаровування відбуватиметься зарядка поверхні до величини потенціалу, рівного потенціалу ускоряющего електрода гармати. У загальному випадку потенціал поверхні визначається величиною адсорбованого заряду q і ємністю поверхневого шару С. Тоді ефективна енергія електронів, які бомбардують поверхню дорівнює:
(1.3)
де U - ефективне прискорює напруга; Uу - прискорює потенціал електронної гармати.
При вирішенні рівняння (1.1) врахуємо співвідношення (1.2), (1.3) і те, що dm/dt=-? р J е (? р-наведений коефіцієнт розпилення) і dq/dt=-cdU/dt.
Тоді рівняння (1.1) перетвориться до виду:
(1.4)
Рішенням даного диференціального рівняння при початковому умови U (t=0)=Uу є вираз:
(1.5)
де U0 і tе - характерні параметри процесу.
Графічно кінетична залежність енергії електронів Е=еu представлена ??на малюнку 1.2. За своїм фізичним змістом представлений на малюнку параметр U0=Ео/е, де Ео - енергія електронів, при якій на поверхні не відбувається зарядка поверхні (немає накопичення зарядів).
Ео залежить від природи испаряемой мішені. Для більшості полімерів вона має значення 1? 2,5 кеВ, для політетрафторетилен «Тефлон» - Ео=1,5кеВ.
Малюнок 1.2 - Зміна енергії електронів в процесі обробки діелектричної поверхні
З даного аналітичного розгляду випливає, що основним технологічним параметром, зміною якого можна регулювати швидкість випаровування, є щільність потоку електронів J е. Прискорює напруга електронної гармати не робить помітного впливу на швидкість диспергування і, як правило, при оптимальних режимах не повинно значно перевищувати значення U0.
Для збільшення швидкості випаровування діелектриків можна запропонувати наступні технологічні прийоми:
. Попередній нагрів поверхні мішені до температури, при якій поверхнева електрична провідність зростає і знижується, відповідно, ефективність зарядки поверхні.
2. Випаровування діелектрика за допомогою двох і більше електронних гармат, одна з яких є джерелом повільних електронів, при взаємодії яких з поверхнею відбувається зняття електричного заряду.
. Використання електронних потоків з изменяющей в часі енергією (малюнок 1.3).
Малюнок 1.3 - Зміна енергії електронів в процесі випаровування
Це досягається шляхом подачі на прискорюючий електрод змінного потенціалу. При такому режимі роботи електронної гармати в проміжок часу від t1 до t2 відбуватиме...
