真空技术及真空技术在电子材料与器件方面的应用.doc

真空技术及真空技术在电子材料与器件方面的应用真空技术及在电子材料与器件方面的应用真空的含义及特点 在真空科学中,真空的含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态。人们通常把这种稀薄的气体状态称为真空状况。这种特定的真空状态与人类赖以生存的大气在状态相比较,主要有如下几个基本特点: (1)真空状态下的气体压力低于一个大气压,因此,处于地球表面上的各种真空容器中,必将受到大气压力的作用,其压强差的大小由容器内外的压差值而定。由于作用在地球表面上的一个大气压约为10135N/m2,因此当容器内压力很小时,则容器所承受的大气压力可达到一个大气压。不同压强下单位面积上的作用力,如表1所示。 (2)真空状态下由于气体稀薄,单位体积内的气体分子数,即气体的分子密度小于大气压力的气体分子密度。因此,分子之间、分子与其他质点(如电子、离子等)之间以及分子与各种表面(如器壁)之间相互碰撞次数相对减少,使气体的分子自由程增大。 (3)真空状态下由于分子密度的减小,因此做为组成大气组分的氧、氢等气体含量(也包括水分的含量)也将相对减少。真空的这些特点、已被人们在丰富的生产与科学实验中加以利用 不同真空状态下的真空工艺技术 随着气态空间中气体分子密度的减小,气体的物理性质发生了明显的变化,人们就是基于气体性质的这一变化,在不同的真空状态下、应用各种不同的真空工艺、达到为生产及科学研究服务的目的。目前,可以说,从每平方厘米表面上有上百个电子元件的超大规模集成电路的制造,到几公里长的大型加速器的运转,从民用装饰品的生产到受控核聚变、人造卫星、航天飞机的问世,都与真空工艺技术密切相关。不同真空状态下所引发出来的各种真空工艺技术的应用概况如下所示。 不同真空状态下各种真空工艺技术的应用概况 真空状态气体性质应用原理应用概况 粗真空 105~103(Pa) 760~10(Torr)气体状态与常压相比较只有分子数目由多变少的变化,、液体、胶体和微粒; 、真空医疗器械; ,复制浮雕; ; 。 低真空 103~10-1(Pa) 10~10-3(Torr)  气体分子间,分子与器壁间的相互碰撞不相上下,气体分子密度较小利用气体分子密度降低可实现无氧化加热利用气压降低时气体的热传导及对流逐渐消失的原理实现真空隔热和绝缘 ,脱气、浇铸和热处理 、真空表面渗铬; ; 、油类及高分子化合物; 、真空干燥; 、真空充气包装;  高真空 10-1~10-6(Pa) 10-3~10-8(Torr)  分子间相互碰撞极少、分子与器壁间碰撞频繁 气体分子密度小 利用气体分子密度小任何物质与残余气体分子的化学作用徽弱的特点进行真空冶金、真空镀膜及真空器件生产 、超纯金属和合金、半导体材料的真空熔炼和精制;常用结构材料的真空还原冶金; ;放射性同位素蒸发; ;