Коэффициент распределения

Для количественной характеристики ионного травления вводят понятие коэффициента распыления s, определяемого отношением числа распыленных атомов мишени к числу падающих ионов. Коэффициент распыления аналитически может быть вычислен из выражения

Методом катодного распыления могут быть получены пленки любого металла, толщина и качество которых регулируются значениями катодного тока и давлением инертного газа. Скорость катодного распыления определяется коэффициентом, или выходом, распыления — отношением количества атомов металла, покидающих катод, к числу бомбардирующих его ионов. Коэффициент распыления зависит от распыляемого металла, энергии и угла падения иона. При нормальной ориентации пучка и энергии ионов аргона 600 эВ он изменяется в пределах от 0,5 (для кремния) до 3,4 (для серебра). В установках по катодному распылению предусмотрена возможность предварительной очистки поверхности полупроводника за счет изменения полярности в системе электродов, испарение слоя оксида или тонкого загрязненного поверхностного слоя на удаленный анод осуществляют бомбардировкой поверхности полупроводника положительными ионами.

Основной количественной характеристикой процесса ионно-плазменного (катодного) распыления является коэффициент распыления S — количество выбитых атомов из поверхности мишени одной бомбардирующей частицей.

Рассмотренная теория позволяет объяснить такие факты, как существование пороговой энергии иона, ниже которой распыление не происходит; энергия распыляемых атомов значительно превышает энергию испаренных частиц, тенденции наилучшего распыления атомов вдоль плотной упаковки кристалла, уменьшение коэффициента при больших энергиях ионов, незначительное влияние на коэффициент распыления температуры мишени, отсутствие электронного распыления.

площадью 17,5x17,5 см2 при скоростях напыления от 10~8 до 5-Ю-8 м/мйн различных материалов, в том числе и тантала, коэффициент распыления которого мал.

тельно, и скорости распыления. Однако коэффициент распыления при давлениях выше 10 Па сильно уменьшается из-за обратной диффузии распыленных молекул к мишени и лишь около 10% распыленных атомов осаждается на подложке. Повышенные давления приводят к увеличению содержания газовых включений в пленке. Вероятность внедрения молекул газа в осаждаемую пленку в значительной мере зависит от их энергии и температуры подложки. Как правило, концентрация газовых примесей в пленке падает с ростом температуры подложки. Так, например, при распылении SiO2 содержание аргона в пленке уменьшалось с 10 до 3% при повышении температуры от комнатной до 300°С и высокочастотной мощности 2,93 Вт/см2, а при мощности 1,47 Вт/см2 это уменьшение составляло от 1,6 до 0,1%. Влияние реактивных составляющих (О2, N2 и др.) остаточного газа на евойства осаждаемой пленки весьма велико, так как интенсивность бомбардировки поверхности пленки частицами газа в несколько раз больше, чем интенсивность бомбардировки распыляемыми частицами. Реактивные газы могут появиться в рабочей камере в результате натекания или обратной диффузии из откачной системы.

Основной характеристикой, определяющей производительность катодного распыления, является коэффициент распыления kp.

Коэффициент распыления зависит от энергии иона Еи, его массы, угла падения, материала мишени, температуры я состояния поверхности. Экспериментальное определение коэффициента распыления сводится к взвешиванию мишени до и после распыления, 1вычислению количества распыленных атомов с помощью числа Аво-гадро и определению числа ионов, достигших поверхности мишени за данный отрезок времени.

В табл. 2.4 приведены коэффициенты распыления некоторых металлов. Коэффициент распыления необходимо рассматривать как случайную величину, обладающую определенными статистическими характеристиками.

0 Коэффициент распыления

4) коэффициент распыления kf при очень больших

Коэффициент распределения

в [8; 20]. На 9-5 показаны схема трехфазной однослойной концентрической обмотки статора, а на 9-6 —схема трехфазной двухслойной петлевой обмотки статора. Обычно обмотку статора выполняют шестизонной; каждая зона равна 60 эл. град. При шестизонной обмотке коэффициент распределения

Коэффициент распределения демпферной обмотки (углы выражены в радианах)

Кроме того, примеси кипящей воды переносятся в пар за счет их растворимости. Количественной характеристикой растворимости различных соединений в насыщенном паре является коэффициент распределения К,р, представляющий собой отношение концентраций растворенных в паре и воде веществ /Ср = cn/csv_

Для расчета и анализа обмоток &об удобно представлять в виде произведения коэффициента укорочения k на коэффициент распределения k :

Коэффициент распределения. Представим себе, что обмотка полюса электрической машины образована q катушками, стороны которых помещены в одних и тех же больших пазах ( 3.13, а). Кривая МДС такой сосредоточенной обмотки близка к прямоугольной, и помимо первой гармоники в ней присутствует целый спектр гармоник высших порядков. Если эти катушки расположить по одной в q соседних пазах, то кривая их МДС ( 3.13,6) будет представлять собой ступенчатую трапецию. Гармонический анализ показывает, что высшие гармоники в ней значительно менее выражены, чем в прямоугольной кривой. Однако суммарная ЭДС распределенной обмотки будет меньше, чем сосредоточенной. Оси распределенных в 'q соседних пазах катушек сдвинуты относительно друг друга на электрический угол az = 2np/Z радиан. Векторы ЭДС сдвинуты между собой на этот же угол, поэтому суммарная ЭДС катушечной группы будет равна не алгебраической, а геометрической сумме ЭДС всех катушек, входящих в группу, т.е./? = 2?к ( 3.14^). Отношение^ г распределенной обмотки к расчетной ЭДС, равной произведению числа катушек на ЭДС каждой из них qEK , называют коэффициентом распределения ki} =Ек г/ (qEK) .

Из 3.14д видно, что коэффициент распределения для первой гармоники трехфазных машин равен:

поэтому коэффициент распределения в общем случае при целом числе q для любой из гармоник

Анализ этого выражения показывает, что при q = 1 для всех гармоник k = 1. С увеличением числа q коэффициент распределения уменьшается до определенных пределов, соответствующих абсолютному рав-

Таблица 3.16. Коэффициент распределения k трехфазных обмоток с фазной зоной 60

Анализ выражения (3.15), определяющего коэффициент распределения, показывает, что амплитуда высших гармонических в кривой ЭДС обмотки зависит от угла между векторами ЭДС отдельных катушек. В обмотке с целым q этот угол всегдз равен пазовому углу а? = 2prr/Z = = Til{mq), поэтому для уменьшения k высших гармоник необходимо увеличивать число q. Но с увеличением q растет число пазов и соответственно уменьшаются зубцовые деления, ширина зубцов и пазов. Это ограничивает наибольшие допустимые значения q, так как в узких пазах ухудшается заполнение паза медью и использование зубцовой зоны оказывается неэффективным, кроме того, ширина зубцов не может быть взята меньше предельной, определяемой их допустимой механической прочностью.