第一章基础 真空技术基础ppt课件.ppt

《第一章基础 真空技术基础ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、通过本课程的学习使学生了解薄膜的各种制备工艺及薄膜结构，掌握半导体薄膜、金属薄膜及其它各种电子薄膜的基本物理特性处，在此基础上，重点学习薄膜在光电子学中和微电子学的应用。钱芸生(教室:III-105)第2-10周;薄膜电子技术1真空技术薄膜工艺导论半导体薄膜及光电器件金属薄膜绝缘薄膜介质薄膜薄膜在微电子学中的应用光与热器件2真空技术何谓真空？在一空间中其内部之气体分子，利用外力将其排除所形成之物理状态。空间内气体分子所产生的压力比大气压小者称之为真空。Vacuum一字源至于拉丁字，其原意为empty之意。3真空技术的基本内容真空物理（稀薄气体

2、理论及表面吸放气理论）真空的获得真空测量检漏技术真空系统设计及计算4空气之成份与其分压5气体之分压空气中含有十二种以上之不同气体分子，每一种气体分子呈现出其特有之分压水蒸气的分压随环境温度的变化而有所不同在20°C且湿度为50%时，水蒸气的分压为8.75Torr，在分压表的排列上属于第三大的分压，因此真空技术中，水蒸气的排除是首要考虑目标。6气体种类与压力之关系当一腔体在属于lowvacuum的范围时，其内部气体的组成与大气的气体组成大致相同。当腔体在高真空时，其气体组成将会一直改变，直到最后的总压力中，水气的压力占总压力的70%-90%。水

3、蒸气来自材料的表面，倘若将材料加热企图赶走水气，则最后腔体内其CO的含量将会随之增加。7大气压力与纬度之关系大气压力随着离地球表面愈远而下降，然而其气体总类的分配比例大致不变在地球大气层的最外层仅剩下氢气与氦气8大气压力与海平面高度之关系9真空度之分类10真空使用之单位一、M.K.S.制为Newton/m2,定义为1pascal=1pa=1Newton/m2二、C.G.S.制为Dyne（达因）/cm2，定义为1bar=1x106Dyne/cm2三、F.P.S.制为Pound/in2(PSI)四、1Torr=1/760atm=1mmHg11单位

4、之间之换算12真空的形成与程度区分真空的形成必须藉由外力的方式将气体分子从一封闭之空间转一到该空间之外。泵浦的运作是形成真空的首要机械，压力计的配合则是量测真空变化的利器。不同的真空程度会呈现出不同的物理特性。13气体的特性基于真空技术完全是针对如何将气体分子由一空间转移动到另一空间，因此对于气体的特性必须要有所了解，方能够有效的处理真空的相关技术。一般气体我们视为理想气体，也就是说气体分子与气体分子之间必没有任何作用力。在实际状况中，氢气，氮气，氧气或是惰性气体我们都可视为理想气体。14气体特性在一大气压下，一立方公尺体积之气体在室温22Ｃ

5、下含有2.5x1025个分子。若将气体分子视为个别置放在含有等距的格子内，则气体分子与气体分子间的距离为3.4x10-9m，该距离为分子大小的6-15倍，因此气体分子可视为各自独立之个体，其运动保持直线运动，相互之间没有作用力。气体分子之间的碰撞视为弹性碰撞。15理想气体定律Boyle’sLawPV=constantorP1V1=P2V2Charles’sLawV1/T1=V2/T2Dalton’sLaw16气体分子数目与运动速度之关系17不同总类分子其运动速度之比较18PumpingSpeed指泵浦于正常运转下，单位时间内，通过进口截面的气

6、体体积。抽气速率（pumpingspeed,S)=气体通量(throughput)/压力(pressure)泵浦与真空腔之间会有管路相连，其真正抽气速度必须考虑管路的气阻19抽气速率volumeflowrate当泵装有标准试验罩并按规定条件工作时，从试验罩流过的气体流量与在试验罩上指定位置测得的平衡压力之比，简称泵的抽速，单位为L/s。几何抽速geometricvolumeflowrate泵按额定转速运转时，单位时间内抽除的几何容积。单位为L/s。极限压力ultimatepressure泵在工作时，空载干燥的真空容器逐渐接近、达到并维持稳定的

7、最低压力。20Effectivepressurerange没有任何一种泵浦能够将腔体的压力，由大气压一直改变至超高真空。因此每一种泵浦只有在特定压力范围，其抽气速率与抽气能量才有意义。该压力范围称之有效压力范围。排气压力使用压缩或动量转移之泵浦其排气口所面对的压力,称之为排气压力。21一个高真空系统的简单示例22真空泵浦之分类转移式泵浦：将气体或液体由一处转移至另一处Rotarypump,Turbomolecularpump,diffusionpump吸附式泵浦将气体分子吸附或是形化学作用，消耗气体分子升华式泵浦23泵浦作用原理区分Compr

8、ession-expansionofthegaspistonpumps,liquidringpump,rotarypump,Root’spumpDragbyvisc