Система контроля скорости напыления с помощью ионизационного манометра

Поток испаряемого материала, проходя через манометр, ионизируется, и ток положительных ионов попадает на коллектор точно так же, как и остаточные газы в обычном ионизационном манометре. В установку вводится второй иониза­ционный манометр, защищенный от проникновения потока испа­ряемого материала. Выходы обоих манометров соединяются с дифференциальным усилителем. Манометры применяются также в процессе окраски различных изделий. Коэффициент пропорциональности является функцией чувствительности манометра, сечения ионизации испаряемого вещества, величины ионизирующего тока и геометрии прибора. Поэтому для каждого испаряемого материала необходима ин­дивидуальная калибровка измерительного устройства. При ис­парении диэлектриков температуру деталей арматуры анода и сетки следует поддерживать достаточно высокой, чтобы исклю­чить осаждение на них испаряемого материала. В большинстве случаев соответствующий контроль скорости испарения можно обеспечить посредством ручной регулировки мощности источника питания. Однако система контроля с иони­зационным манометром очень удобна в связи с возможностью полной автоматизации при помощи простой схемы обратной связи. Получение пленки заданной тол­щины достигается установлением фиксированной скорости ис­парения и открытием заслонки на строго определенный проме­жуток времени. В рабочих условиях подобная система обеспе­чивает отклонения по толщине пленок в пределах ±5%.

Тем не менее данный метод также не свободен от ограниче­ний. В частности, таким путем измеряется не скорость осажде­ния, а скорость испарения. Для пленок, толщина которых пре­вышает несколько монослоев, это не существенно, но для более тонких пленок (которые могут использоваться как центры за­родышей) задача усложняется, поскольку коэффициент аккомо­дации может зависеть от степени покрытия подложки. Кроме того, точность метода не велика при очень низких скоростях испарения или при высоких давлениях, когда ионный ток от испаряемого вещества сравним с током от остаточных газов. В случае свинца эти токи приблизительно равны при скорости испарения 50 А/сек и парциальном давлении кислорода 10^-5 мм рт. ст. При высоких температурах нагревателя элек­тронная эмиссия с испарителя нарушает работу ионизационного манометра. Частично это затруднение можно разрешить, пода­вая на испаритель положительное смещение относительно земли.