Методы и средства получения вакуума и измерения низких давлений. Лекция 5

1.

Лекция 5
Методы и средства получения
вакуума и измерения низких
давлений
Преподаватель: д.т.н. ,
профессор, Сырчин В.К.
1

2.

СОДЕРЖАНИЕ
.
1. Общие сведения о вакууме
2. Классификация откачных средств
2.1. Механические насосы объемного действия
2.2. Механические молекулярные насосы
2.3. Струйные вакуумные насосы
2.4. Электрофизические средства откачки
2.5. Низкотемпературные средства откачки
3. Измерение давлений разреженных газов
3.1. Классификация вакуумных манометров
3.2. Деформационные манометры
3.3. Тепловые манометры
3.4. Ионизационные манометры
.
.
2

3.

Общие сведения
Вакуум – состояние газа при давлении ниже атмосферного
Соотношение между единицами давления
Единицы
давления
1 Па
1 мм рт. ст.
1 физ. атм.
1 кгс/см2
1
7,5×10-3
9,87×10-6
1,02×10-5
1 мм рт. ст.
1,33×102
1
1,32×10-3
1,36×10-3
1 физ. атм.
1,01×105
760
1
1,03
1 кгс/см2
9,81×104
736
0,968
1
1 Па
3

4.

Виды вакуума
По величине давления вакуум подразделяется на 4
поддиапазона:
Низкий вакуум
Средний вакуум
Высокий вакуум
Сверхвысокий вакуум
103 ÷ 1 Па;
1 ÷ 10-3 Па;
10-3÷10-7 Па;
ниже 10-7 Па.
Применение вакуума:
радиоэлектроника;
авиакосмическая техника;
медицина;
атомная и ядерная физика;
химия;
металлургия;
легкая и пищевая промышленность и др.
4

5.

Вакуум в микро- и наноэлектронике
В низком вакууме осуществляется:
плазменное удаление фоторезистов
плазмохимическое травление
плазменное окисление (анодирование)
полимеризация органических пленок и др.
В среднем вакууме проводятся:
нанесение пленок методами ионного и ионно-
плазменного распыления;
ионно-лучевое и ионно-химическое травление
материалов;
ионно-лучевая и плазменная очистка поверхности и др.
5

6.

Вакуум в микро- и наноэлектронике
В высоком вакууме реализуются:
термовакуумное нанесение пленок
выращивание монокристаллов полупроводниковых
материалов
электронно-лучевая и ионно-лучевая размерная обработка
электронная литография
легирование методом ионной имплантации
вакуумная эпитаксия, в том числе молекулярно-лучевая
эпитаксия и др.
6

7.

Характеристики вакуумных насосов
начальное давление
(давление запуска)
максимальное выпускное
давление
предельное остаточное
давление
состав остаточной
атмосферы
быстрота действия
производительность
7

8.

Характеристики вакуумных насосов
Быстрота действия (скорость откачки SH) –
объем газа V, проходящий через сечение впускного
патрубка насоса в единицу времени t при
определенном впускном давлении р :
SH = dV / dt | p=const.
Производительность – количество газа, удаляемого
насосом в единицу времени t при определенном
впускном давлении р (или поток газа Q, проходящий
через входной патрубок насоса):
Q = p Sн =