Существует широкий спектр способов напыления функциональных покрытий в вакууме. Каждому способу присущи свои достоинства и недостатки, обусловленные конструкцией установки и физическими принципами, лежащими в основе ее работы. Способ резистивного напыления с использованием прямонакальных испарителей из тугоплавких металлов один из самых простых в реализации и технологичных. И, несмотря на свою более чем вековую историю (первые упоминания относятся к 1912 году), продолжает активно использоваться в промышленности. Достаточно серьезная проблема- это перерасход испаряемого материала из-за того, что в процессе испарения, молекулярный поток испаряемого материала, распределяется по сферической поверхности. Таким образом, с пользой расходуется только та часть материала, которая сконденсировалась на подложке, оказавшейся на пути потока испаренного материала. А в силу того, что подложка имеет площадь значительно меньшую, чем площадь, на которую распределяется испаряемое вещество, существенная его часть пролетает мимо подложки и конденсируется на куполе установки и его внутренней арматуре и механизации. Даже одновременная установка нескольких подложек, в корне не решает эту проблему. При испарении недорогих материалов данное обстоятельство не очень сильно влияет на конечную стоимость одного цикла напыления. Основным неудобством является то обстоятельство, что установка требует периодическую очистку от осевших на ее внутренних частях слоев испаряемых материалов. Если установка используется для напыления различных материалов, что практикуется при научно-исследовательской работе, то повторное использование снятых с внутренних поверхностей слоев материалов становится невозможным из-за их различного химического состава по толщине. В случае использования при напылении дорогостоящих материалов, таких как золото, серебро, платина, их потери сильно удорожают стоимость одного цикла напыления, что порой заставляет исследователь всерьез задумываться об экономии. Снятие таких пленок с внутренних частей установки для повторного использования часто практически неосуществимо из-за их ничтожной толщины. Золото из-за своей превосходной кроющей способности образует сплошную оптически непрозрачную пленку, уже при толщине этой пленки от несколько микрон. Поэтому очистка даже смотровых окон вакуумной камеры от золотой пленки, с последующей утилизацией, нелегкое испытание для нервной системы. Одним из возможных путей значительного уменьшения непроизводительных потерь испаряемых веществ, является использование прямонакального испарителя особой формы, который накрывается сверху специальной полусферической ловушкой. Подложки закрепляются внутри сферы или за счет магнитов или пружинных скоб. В качестве полусферической ловушки очень удобно использовать тигли из кварцевого стекла для установок Чохральского. Тигли бывают различного диаметра, что позволяет подобрать необходимый размер под конкретные размеры установки. Испаритель в своей средней части имеет П-образную форму, что позволяет поднять эту часть над токовводами. В центре «перекладины буквы П» имеется углубление для укладки испаряемого материала. Источник испаряемого вещества должен оказаться немного выше нижнего среза ловушки. При такой конфигурации весь материал, который не попал на подложки, оседает на внутренних стеках ловушки. Для каждого вида материалов возможно использование своей ловушки. В результате, при достаточном слое осевшего вещества после нескольких циклов напыления, ловушка легко может быть очищена, а материалы повторно использованы. Вакуумную установку, также придется очищать значительно реже.
Библиографическая ссылка
Силаев И.В., Радченко Т.И. ИСПАРИТЕЛЬ С ЛОВУШКОЙ ДЛЯ ЭКОНОМНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДОРОГОСТОЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ РЕЗИСТИВНОМ НАПЫЛЕНИИ // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 12-4. – С. 505-506;URL: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=9188 (дата обращения: 03.12.2024).