欢迎光临北京创世威纳科技有限公司官方网站!

北京创世威纳科技有限公司

Beijing Chuangshiweina Technology Co., LTD.

公司动态

气体的放电

来源: 时间:2019-04-29 17:10:17 次数:

在PVD实际中,你是否遇到过开靶点不起来,需要充入更多的工作气体或多关闭高阀才能正常点靶,是否遇到在辉光清洗时,产品“打火”,烧蚀坏产品的情况。其实这些都与气体的放电有关,下面就聊聊与PVD相关的几种放电类型。

气体的放电

在PVD实际中,你是否遇到过开靶点不起来,需要充入更多的工作气体或多关闭高阀才能正常点靶,是否遇到在辉光清洗时,产品“打火”,烧蚀坏产品的情况。其实这些都与气体的放电有关,下面就聊聊与PVD相关的几种放电类型。

辉光放电

低压气体在着火之后一般都产生辉光放电。在气体压力约为 100帕且所加电压适中时,放电就呈现出明暗相间的 7个区域。从阴极到阳极的顺序分为7个区。

①阿斯顿暗区:它是阴极前面的很薄的一层暗区,是F.W.阿斯顿于1968年在实验中发现的。在本区中,电子刚刚离开阴极,飞行距离尚短,从电场得到的能量不足以激发气体原子,因此没有发光。

②阴极辉区:紧接于阿斯顿暗区,由于电子通过阿斯顿暗区后已具有足以激发原子的能量,在本区造成激发而形成的区域,当激发态原子恢复为基态时就发光。

③阴极暗区:又称克鲁克斯暗区。抵达本区域的电子,能量较高,有利于电离而不利于激发,因此发光微弱。

④负辉区:紧邻阴极暗区,且与阴极暗区有明显的分界。在分界线上发光最强,后逐渐变弱,并转入暗区,即后述的法拉第暗区。负辉区中的电子能量较为分散,既富于低能量的电子也富于高能量的电子。

⑤法拉第暗区:负辉区到正柱区的过渡区域。在本区中,电子能量很低,不发生激发或电离,因此是暗区。

⑥正辉柱区:与法拉第暗区有明显的边界,是电子在法拉第暗区中受到加速,具备了激发和电离的能力后在本区中激发电离原子形成的,因发光明亮故又称正辉柱。正辉柱区中电子、离子浓度很高(约1015~1016个/米3),且两者的浓度相等,因此称为等离子体。正柱区具有良好的导电性能;但它对放电的自持来说,不是必要的区域。在短的放电管中,正柱区甚至消失;在长的放电管中,它几乎可以充满整个管子。正柱区中轴向电场强度很小,因此迁移运动很弱,扩散运动(即乱向运动)占优势。

⑦阳极辉区和阳极暗区:只有在阳极支取的电流大于等离子区能正常提供的电流时才出现。它们在放电中不是典型的区域。 辉光放电各区域中最早被利用的是正柱区。正柱区的发光和长度可无限延伸的性质被利用于制作霓虹灯。作为指示用的氖管、数字显示管,以及一些保护用的放电管,也是利用辉光放电。在气体激光器中,毛细管放电的正柱区是获得激光的基本条件。近代微电子技术中的等离子体涂覆、等离子体刻蚀,也是利用辉光放电过程。从正柱区的研究发展起来的等离子体物理,对核聚变、等离子体推进、电磁流体发电等尖端科学技术有重要意义。辉光放电中的负辉区,由于电子能量分布比正柱区的为宽,如今被成功地用于制作白光激光器。

异常辉光放电

磁控溅射一般属于异常辉光放电,在整个阴极已布满辉光,再增大支取的电流,则出现异常辉光放电。此时阴极位降很大,且位降区的宽度减小。阴极位降大和电流密度大,会导致阴极材料的溅射。在放电器件中,溅射的吸气作用降低器件内气体压强并改变其气体成分,而溅射形成的导电膜则降低电极间绝缘。阴极溅射现象也可用作材料涂覆的一种手段,这就是溅射镀膜。

电弧放电

多弧离子镀属于弧光放电,如将辉光放电的限流电阻减小,则放电电流增大,并转入电弧放电。电弧放电的特点是电流密度大而极间电压低,其自持依赖于新的电子发射机制,即热发射和冷发射。热发射是因正离子轰击阴极出现局部高温而产生的;冷发射则是因阴极表面存在局部强电场而引起的。前者称为热电子电弧,后者称为冷阴极电弧。作为强光源的碳极电弧就是热电子电弧;电力工业用的汞弧整流管则利用冷阴极电弧。

电弧放电的一个重要特点是阴极上有阴极辉点。热电子电弧的辉点一般是固定不动的;冷阴极电弧如汞弧整流管液汞表面上的辉点是跳跃移动的。阴极辉点是电子发射的来源,其电流密度高达数百至数千安/厘米2。电弧放电的伏安特性随电极材料、气体种类、压力而异。大气中的碳极电弧呈现出典型的负阻特性,因此外电路中必须串有限流电阻,以稳定电流。电弧放电产生强烈的辐射,其强度随气体压力和电流密度而增大。放电区中温度最高点在一个大气压下约为4200K,在10个大气压下为6520K,在几十或几百大气压下达10000K。碳极电弧是最早的强光光源。各种高气压放电灯如高气压汞灯、氙灯、钠灯,是在管泡内进行电弧放电的光源。电弧焊接、电弧切割在工业上有广泛应用;电弧的高温可作为电炉的热源。

联系我们

北京创世威纳科技有限公司

地址:北京市昌平区回龙观

联系电话:13910555133

座机:010-62907051-829/830

传真:010-62999722

官方微信公众平台

官方微信公众平台

版权所有 @ 2019 北京创世威纳科技有限公司 备案号: 京ICP备09010696号-1