Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»

Специальность ПиППУЭС

Контрольная работа

По дисциплине : Программно-управляемое технологическое оборудование

Выполнил:

Студент-заочник 5 курса

Группы № 990241

Цалков Никита Русланович

Минск, 2024

Оглавление

Система ионно-пучкового транспорта. Ускорители ионов. Фокусирующие системы 2

Источники ИК-излучения 4

Испарительные насосы 6

Список использованных источников 8

Система ионно-пучкового транспорта. Ускорители ионов. Фокусирующие системы

Система ионно-пучкового транспорта

Должна обеспечивать:

- заданную энергию ионов;

- заданную интенсивность пучка (плотность ионного тока);

- стабильность ионного тока во времени и по площади подложки;

- высокую изотропную чистоту пучка.

Включает в себя:

- ускоритель ионов;

- устройства фокусировки;

- масс-сепаратор;

- системы сканирования ионного пучка.

Требования к ускорителю ионов:

- минимальная потребляемая мощность;

- компактность;

- возможность дополнительной фокусировки пучка;

- минимальное рассеяние и заагрязнение пучка;

- исключение пробоев между элементами ускорителя;

- эффективная защита от рентгеновского излучения и высокого напряжения.

Существуют две базовые конструкции ускорителей – одно- или двухпролетные ускорители и ускорительные колонны с постоянным градиентом потенциала. Ускоритель первого типа имеет простую конструкцию, небольшие размееры, но работает только с низкими до 100кЭВ ионами. Электроды изготавливаются из нержавеющей стали или титана. В качестве изолятора применяют тугоплавкое стекло “пирекс” и свинцовую резину для защиты от рентгеновского излучения. [5]

Фокусирующие системы

При малых энергиях ионов или больших токах ионного пучка из-за эффекта обьемного заряда происходил расплывание ионного пучка. В свободном от поля пространстве ионный пучок может захватывать возникающие на его пути медленные электроны или отрицательные ионы, которые могут нейтрализовать обьемный заряд. 86 Фокусировку ионного пучка производят электродами, расположенными в различных местах ионного тракта. В низкоэнергетических установках ускорение и фокусировку часто совмещают. Для фокусировки используют трехэлектродные или кввдрупольные линзы.

Рис. 1. Микрошестерёнка из SiC диаметром 20 мк

Рис. 2. Схема метода ионной имплантации: 1- источники ионов, 2- поток ионов, 3- систему анализа и сепарации ионов, 4- система фокусировки, 5- ускоритель ионов, 6- система стабилизации и сканирования ионного луча, 7- ионный луч, 8- вакуумная камера, 9- модифицируемый материал, 10- держатель модифицируемого материала (образцов).

Источники ик-излучения

ИК - излучение является частью оптического (э/магнитного) излучения и занимает диапазон от 0,76 до 1000 мкм.

Источники ИК – излучения делятся на светлые и тёмные, либо на резистивные и газоразрядные. Для резистивных источников используются:

1. сплав ОХ27Ю5А, температура нагрева 1300°С, λ_мах = 1,83 мкм, наработка на отказ 2000-7000 ч;

2. силитовые стержни, температура нагрева 1400°С, λ_мах = 1,72 мкм, наработка на отказ 1500-2000 ч;

3. стержни из МоSi₂ , температура нагрева 1650°С, λ_мах = 1,54 мкм, наработка на отказ 1500-2000 ч;

4. кварцевые галогенные лампы, температура нагрева 3000°С, λ_мах = 1,1 мкм, наработка на отказ 1500-2000 ч, мощность 0,05-20 кВт.

В качестве газоразрядных источников используются дуговые лампы

( температура нагрева 6000°С, λ_мах = 0,6 мкм, время наработки на отказ 10мин – десятки часов, мощность 15-20 кВт) и ксеноновые лампы ( температура нагрева 6000°С, λ_мах = 0,6 мкм, наработка на отказ 300-2000 ч, мощность 0,820 кВт).

Кварцевые галогенные лампы накаливания (ГЛН) являются наиболее перспективными ИК – излучателями, т.к. конструктивные и эксплуатационные качества этих ламп в десятки раз лучше, чем у излучателей других типов.

Впервые предложены в 1959 г. в ЮАР. В основу работы кварцевой галогенной лампы положен т.н. регенеративный галогенный цикл (рис.3.1):

W+nX  →^ WXn, (3.2)

где X – атом галогена (J, Br,Cl).

Термодинамическое равновесие реакции может сдвигаться или вправо или влево. При Т>300°С и Т<1200°С йод соединяется с W, осевшим на стенке. Это соединение при Т>250-300°С переходит в газообразное состояние. Диффундируя и попадая в зону накала молекулы диссоциируют на W I₂. Частицы W осаждаются на нити накала, а высвободившиеся атомы I₂ диффундируют в зону с более низкой температурой и на стенках колбы соединяются с W и т.д.

Рисунок 3.1 – Сечение ГЛН

Температура нити составляет 2800°С, длина волны излучения λ_мах = 1мкм, время наработки на отказ до 5000 ч.

Для эффективной работы ламп применяются цилиндрические, параболические, эллиптические и горизонтальные рефлекторы. Поверхность рефлекторов покрывается слоем меди, серебра ,алюминия или золота.

Охлаждение колб ламп осуществляется водой или струей воздуха.