Пленка - титан
Cтраница 3
Элсворт [121] показал, что большая часть азота, адсорбированного при 77 К на титановой пленке, может снова выделиться при последующем нагреве до 20 С. Но несмотря на эту обратимость, сублимация титана на охлажденные жидким азотом поверхности используется часто из-за большого коэффициента прилипания падающих на них молекул газа при пониженных температурах и получающихся вследствие этого, как показано Клаусин-гом [122], более высоких скоростей сорбции. Этот же автор обнаружил, что пленки титана, напыленные в присутствии геллия при давлении 10 - 3 мм рт. ст., оказываются более эффективными в сорбции водорода по сравнению с пленками, полученными в высоком вакууме. Это явление приписывается большей пористости и большей шероховатости поверхности пленки, осажденной в присутствии гелия. Непрерывное откачивающее действие пленки геттера, имеющего комнатную или более высокую температуру, зависит от дополнительного осаждения титана для восстановления чистой поверхности. Поскольку адсорбция некоторых газов, особенно водорода, обратима, последующее увеличение температуры может вызвать термическое освобождение ранее захваченных газов. Поэтому в процессе вакуумного цикла широко практикуется преднамеренное обег-гаживание титановых геттерных насосов. Дэнисон [123] для удаления обратимо сорбируемых газов рекомендует прогрев при 300 С, поскольку прочно хемисорбированные газы, такие как азот, диффундируют при этом внутрь слоя и образуют с титаном соединения. Поэтому рекомендуется эпизодически проводить очистку внутренних стенок геттерных насосов. В нем свежая металлическая поверхность получается в результате вращения проволочной щетки внутри титанового цилиндра. Устройство снижает давление газов от 5 10 - 3 до 5 10 - 5 мм рт. ст. в течение приблизительно 30 с, и в этом интервале давлений достигает быстроты откачки от 1 до 10 л-с-1. Преимущество этого принципа действия заключается в отсутствии необходимости термического обезгаживания прибора. [31]
 |
Устройство полупроводниковых фотоэлементов.| Энергетические ( а и вольт. [32] |
Основой кремниевого фотоэлемента служит пластина п - Si толщиной 0 3 - 1 мм, на поверхности которой путем диффузии бора или алюминия создается слой р - Si толщиной 0 4 - 1 мкм. На границе этого слоя с п - Si образуется р-п переход с толщиной запирающего слоя I 0 05 мкм. Контакты со слоем р - Si создаются путем вакуумного напыления пленки титана, защищаемого затем тонкой пленкой серебра. Пленка напыляемого металла полупрозрачна. [33]
При изготовлении балочных выводов кристаллов ( диодов, транзисторов и микросхем) первоначально на поверхность напыляется слой золота или алюминия. Далее выполняется травление рисунка и подтравление тела кристалла по периметру. Здесь слой силицида платины обеспечивает контакт с кремнием и малое переходное сопротивление; пленка титана необходима для связи платины с нитридом кремния, а платина препятствует миграции золота в глубь структуры. [34]
Нагрев контактирующих поверхностей может вызвать появле-вие хрупкости части поверхностей в зоне контакта, которая не способствует хорошей адгезии. С целью увеличения адгезионного взаимодействия стали с алюминиевым антифрикционным сплавом в качестве прослойки вводят чистый алюминий. Для повышения адгезии алюминия к железу при комнатной температуре применяют промежуточный слой из кремния или бериллия. В промышленности широко используются пленки титана, обладающие хорошими антикоррозионными свойствами. [35]
Забегая немного вперед, скажем, что для соединения кристалла с корпусом часто применяют золотую проволоку. Алюминий в присутствии золота при высоких температурах, которыми сопровождается ряд операций технологического процесса изготовления ИМС, приобретает хрупкость. Это явление называют пурпурной чумой. Применение в качестве нижнего слоя пленки титана или тантала связано с технологическими трудностями из-за сильной диффузии их атомов в металл соприкасающегося слоя. [36]
 |
Геттерно-ион-ный насос типа орбитрон. [37] |
По оси водо-охлаждаемого заземленного корпуса 2, являющегося катодом, расположен анод 4 в виде вольфрамового стержня. На этом стержне укреплены цилиндры 3 и 5, изготовленные из титана. Между анодом 4 и заземленным корпусом 2 приложено высокое напряжение величиной до 10 кв, в результате чего создается электрическое поле, которое захватывает змиттируемые нитями накала электроны и заставляет их двигаться по элептическим орбитам. Вследствие большой длины свободного пробега электронов ( достигающей нескольких сотен метров) электроны эффективно ионизируют молекулы остаточных газов и, обладая значительной энергией, бомбардируют титан, поддерживая его при температуре сублимации. Пленка титана, непрерывно напыляемая на водоохлаждаемый корпус насоса, адсорбирует активные газы, а инертные газы удаляются в результате ионной откачки. [38]
 |
Зависимости давления паров Генерирующих металлов от температуры. ( По Несмеянову. [39] |
Кроме того, металл должен адсорбировать все, за исключением инертных, обычные газы, а продукты их адсорбции должны стать стабильными. Джексон и Хаас [107] исследовали генерирующие свойства ряда металлов, исходя именно из этих критериев. Они наносили металл на стенки геттерной колбы с помощью взрывного испарения и измеряли скорости захвата Hj, CO, СН4, и Н2О при начальном давлении 10 - мм рт. ст. Наиболее эффективным геттером оказался тантал, который захватывает На и СО вдвое быстрее, чем следующие за ним по эффективности материалы, такие как титан и молибден. Что же касается первого критерия, то как следует из рис. 25, на котором представлены кривые давления паров, легче других испаряются титан и ванадий Несмотря на то, что титан является наиболее эффективным геттером, для этих целей он используется редко из-за очень высоких температур его испарения. Однако в большинстве используемых на практике геттерных насосов применяются пленки титана. Вследствие этого большая часть титановых геттерных насосов также, как и один из его вариантов, показанный на рис. 26, работает в режиме сублимации. Конструкция стенок корпуса насоса позволяет использовать охлаждение проточной водой или жидким азотом. В качестве источника паров служит нагреваемая проходящим током танталовая проволока Для получения достаточно высоких скоростей сублимации с относительно небольшой поверхности проволоки источник работает в температурном режиме, предельно близком к расплавлению. [40]
Напомним, что ионно-сорбционные насосы имеют малую производительность для инертных газов. Они не могут работать при скоростях потоков, обычных для капиллярных и насадочных колонок. И безусловно, в этих случаях для уменьшения объемной скорости потока гелия в масс-спектрометр необходим сепаратор с высоким коэффициентом обогащения. Однако имеется пример [70], когда и в таком случае удалось обойтись без сепаратора. Для этого в качестве газа-носителя в капиллярной колонке использовали водород, который легко поглощается свежеиспаренной пленкой титана в ионно-сорбционном насосе. [41]
Данное уравнение является приближенным, так как а несколько зависит от температуры. Однако при рассмотрении интервала средних температур это имеет малое значение. Обычной практикой является описание расширения твердого тела средним коэффициентом для интервала температур от 0 С до 300 С. В то время как аморфные материалы типа стекол и кристаллические твердые тела с кубической решеткой расширяются однородно во всех направлениях, у кристаллических тел с меньшей симметрией решетки это происходит по-другому. Примером является окись алюминия, которая имеет триго-нальную структуру и различные коэффициенты термического расширения в направлениях, параллельных и перпендикулярных оси С. Это явление называется анизотропией и проявляется непосредственно в анизотропиче-ских напряжениях. Коэффициенты расширения двухфазных твердых тел типа стеклокерамики могут произвольно изменяться термообработкой. Эти изменения происходят в большом интервале от положительных до отрицательных величин и позволяют получать лучшее сочетание коэффициентов расширения подложки и пленки. Из рис. 18 видно, что большинство комбинаций подложек и пленок в отношении термического расширения будут неудовлетворительными. Это может проявиться в потере адгезии при термоциклировании. Другим следствием того же явления является изменение удельного сопротивления тонких пленок. В противоположность этим результатам Белсер [65] показал, что температурный коэффициент сопротивления ТКС пленок титана и циркония на плавленом кварце не очень зависит от разности коэффициентов расширения. [42]
Страницы: 1 2 3