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如何调节气体分压

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如何调节气体分压

有些加工工艺（如反应溅射工艺）要求将反应气体以尽可能恒定的冲击速率喷至被喷涂的基材上。

“冲击速率”与“释气”页面中介绍的“碰撞速率”是一个意思；它与分压成正比。让一种气体成分的分压保证恒定的最简单方法就是通过流量控制器来调节通量；但是，这种方法确实存在一个缺点，就是调节器无法确定气体是否被消耗、何时和何处发生消耗，或者真空室内的气体成分是否发生变化。通过进气阀使用质谱仪来控制分压要远远优于上述方法，也更加高效。使用质谱仪时，将所考虑气体的显著峰分配至质谱仪的相应通道。相应的调节器会将这些通道的模拟量输出信号与设定值进行比较，并通过每个通道的目标值与实际值之间的差值得出通道进气阀的相应动作信号。这种配置已经实现并用于控制 QUADREX PPC 中的六个通道。还可以提供与该装置匹配的进气阀。

用于测量碰撞速率（分压）的气体必须抽自真空室内具有代表性的部位。评估此类调节电路的时间常数时，必须考虑所有时间组成，而不仅仅是电信号传播时间以及质谱仪中的处理时间，还要考虑到真空技术的时间常数以及流速，如图 4.17 所示。压力转换器或者安装不良的用于连接控制阀和真空容器的进气管路会对总时间常数产生巨大影响。通常最好使用大信号（例如通过具有大尺寸开口的进气口膜片）而非单个通道的长积分时间来确定一个有利的信噪比 (S/N)。图 4.18 对提高压力与延长积分时间对信号可检测性的影响进行了对比。在图示 a、b 和 c 中，仅将积分时间分别从 0.1 秒提高到 1.0 秒和 10 秒（因此总体系数为 100）。比较发现，当积分时间不变时，在序列 a-d-e-f 中，总压力分三步从 7.2 · 10^-6 mbar 升高至 7.2 · 10^-5 mbar（或总体系数仅为 10）。

图 4.17 总体时间限制的部分影响

图 4.18 通过提高压力或延长积分时间来提高信噪比

维护

阴极使用寿命

阴极的使用寿命在很大程度上取决于负载的性质。经验表明，工作时间与工作压力的乘积可作为负载的测量指标。较高的工作压力（范围为 1 · 10^-4 ~ 1 · 10^-3mbar）尤其会损害阴极的使用寿命；另外，制冷剂等某些化学品当然也会影响阴极寿命。由于传感器的设计简单，更换阴极很容易。不过，建议在更换阴极时，顺便更换或至少清洁整个离子源。