Курсовая работа: Метод магнетронного напыления покрытий с ионным ассистированием

8. Охлаждение образцов в вакууме (t=40 мин).

Давление остаточного газа P=2×10-5 Торр.

9. Контрольное измерение массы образцов для определения массы напыленного материала.

3.3 Результаты и их обсуждение

Результаты эксперимента представлены в таблице 3.

Табл.3.Результаты эксперимента.

№обр.	lср, мм	m1, г	m2, г	Δ m, г	m3, г	m4, г	m5, г
1	9,25	1,255	1,253	0,002	1,251	1,2529	0,0019
2	10,05	1,3622	1,36	0,0022	1,3578	1,3596	0,0018
3	10,175	1,3707	1,3684	0,0023	1,3661	1,368	0,0019
4	9,85	1,3508	1,348	0,0028	1,3452	1,3473	0,0021
5	10,05	1,3607	1,3581	0,0026	1,3555	1,3573	0,0018
6	10,325	1,4037	1,4008	0,0029	1,3979	1,4001	0,0022
7	10,05	1,3782	1,3752	0,003	1,3722	1,3747	0,0025
8	9,9	1,3485	1,3457	0,0028	1,3429	1,3453	0,0024
9	10,075	1,3698	1,3669	0,0029	1,364	1,3664	0,0024
10	10	1,3458	1,3429	0,0029	1,34	1,342	0,002
11	9,35	1,2681	1,2655	0,0026	1,2629	1,2647	0,0018
12	9,9	1,3273	1,3245	0,0028	1,3217	1,3236	0,0019

где lср– средняя длина образца,

m1 – масса образцов после чистки в УЗ-ванне,

m2 – масса образцов после ионной чистки,

Δm – масса распыленного материала при ионной чистке (Δm=m1-m2)

m3 – масса образцов после второй ионной чистки (m3=m2-Δm)

m4 – масса образцов после нанесения покрытия,

m5 – масса нанесенного покрытия.

Используя измеренные нами длину lи внешний R радиусы каждого из образцов, найдем их площадь:

Sпов=2πRl.

Зная плотность нитрида титана ρTiN=5,1 г/см3 и массу покрытия, найдем его толщину:

h==.

Погрешность Δh в определинии толщины покрытия, состоит из погрешностей измерительных приборов (весы Δm и штангенциркуль Δl) и погрешности определения площади ΔS.

;

Погрешность приборов определяем по их тех. паспортам:

Δm=5·10-5 г ; Δl=5·10-2 мм.

Погрешность определения площади связана с неидентичностью образцов. Кроме того, торцевая поверхность образцов не строго перпендикулярна боковой поверхности, что приводит к осаждению на неё распыленных атомов мишени. Следовательно, максимальная площадь, на которой может быть сформировано покрытие, равна сумме площадей боковой и двух торцевых поверхностей.

Smax=Sбок+2Sторц;

а минимальная:

Smin=Sбок.

Согласно методу Корнфельда [10]:

=2π(R2-r2);

Результаты приведенных выше расчетов для каждого из образцов представлены в таблице 4.

Табл.4. Результаты расчетов.

№обр.	lср, мм	m5, г	Sпов, мм2	V, мм3	h, мм	Δ l, %	Δ m,%	Δ S,%	Δ h, %
1	9.250	0.0019	174.270	0.3725	0.0021	0.5405	2.6316	11.0090	11.3321
2	10.050	0.0018	189.342	0.3529	0.0019	0.4975	2.7778	10.1327	10.5183
3	10.175	0.0019	191.697	0.3725	0.0019	0.4914	2.6316	10.0082	10.3600
4	9.850	0.0021	185.574	0.4118	0.0022	0.5076	2.3810	10.3384	10.6212
5	10.050	0.0018	189.342	0.3529	0.0019	0.4975	2.7778	10.1327	10.5183
6	10.325	0.0022	194.523	0.4314	0.0022	0.4843	2.2727	9.86279	10.1328
7	10.050	0.0025	189.342	0.4902	0.0023	0.4975	2,0000	10.1327	10.3401
8	9.900	0.0024	186.516	0.4706	0.0023	0.5051	2.0833	10.2862	10.5072
9	10.075	0.0024	189.813	0.4706	0.0022	0.4963	2.0833	10.1075	10.3319
10	10,000	0.0020	188.400	0.3922	0.0021	0.5000	2.5000	10.1833	10.4976
11	9.350	0.0018	176.154	0.3529	0.0020	0.5348	2.7778	10.8913	11.2526
12	9.900	0.0019	186.516	0.3725	0.0020	0.5051	2.6316	10.2862	10.6295
Среднее	9.915	0.0021	186.791	0.4036	0.0021	0.5048	2.4624	10.2809	10.5868