Недостатки стекла в вакуумных системах

Было обнаружено, что гелий, неон, водород и небольшое число других газов проникают через стекла. Скорость просачивания зависит от природы газа: обычно увеличивается с умень­шением диаметра молекул, и от типа стекла. Заметное просачивание через стекла происходит вследствие их сравни­тельно рыхлой аморфной структуры. Например, диффузия гелия через монокристаллический кварц пренебрежимо мала, но заметна через аморфный кварц; скорость просачивания гелия через стенки толщиной 0,75 мм шарообразной 10-литровой ва­куумной камеры из стекла пирекс такова, что для поддержания в ней давления ниже 10~¹⁰ мм рт. ст. при комнатной температуре скорость откачки гелия должна составлять 0,06 л/сек. К сча­стью, присутствие гелия, по-видимому, не оказывает вредного влияния на характеристики напыленной пленки.

Стекло, являясь немагнитным и прозрачным материалом, легко поддающимся обработке, может с успехом использоваться для вакуумных систем. Недостатки стекла как вакуумного ма­териала выражены менее явно. Например, оно может быть источником загрязнений. В работе Аллена сооб­щается, что на образцах кремния, нагретых до 1300° К в ваку­умной установке из боросиликатного стекла, образуется слой толщиной в несколько микронов. Образование этого слоя связано с присутствием слоя окиси бора на внутренней поверх­ности стекла. Перенос бора со стенки камеры на кремний ока­зывается возможным при комнатной температуре в результате реакции паров воды с окислом. Чтобы удалить поверхностный слой окиси бора, образующийся при выдувании сосуда, стекло надо прокипятить в деионизованной воде в течение 48 час. Со­вершенно очевидно, что при получении тонких пленок полупро­водников и других материалов, весьма чувствительных к малым количествам бора, к этой проблеме следует отнестись со всей серьезностью. Необходимо также принимать меры по предохранению стекла от бомбардировки жесткими электронами, так как последняя приводит к заметному выделению кислорода. Особенно важно это учитывать при напылении пленок посред­ством электронной бомбардировки.