СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ ГАЗОВ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ Советский патент 1971 года по МПК G01N13/00 

Изобретение относится к области метрологии .процессов диффузионного переноса.

Применяемые в электровакуумной и полупроводниковой промышленности, а также в других областях науки и техники диэлектрические материалы подвергаются воздействию газовых потоков и температурных полей и других внешних условий. В связи с этим определение наиболее важных диффузионных параметров, в частности коэффициента диффузии, имеет большое значение, особенно в случае нахождения в вакууме больших поверхностей исследуемых материалов, например при напылении тонких пленок на рулонные материалы.

Одна.ко до сих пор не выработана достаточно удобная и экспрессная методика определения коэффициента диффузии. Наиболее широко применяемый с этой щелью метод последовательного снятия тонких слоев технологически сложен, не обеспечивает высокой точности, кроме того, при этом разрушается образец в процессе измерений.

Известен также способ определения коэффициента диффузии газа в твердое тело по внутреннему трению. Этот способ применяется мало и характеризуется невысокой точностью.

Предложенный способ основывается на соотношении:

h d-i(a)

(1)

D dt

47:9(8)

где h - толш,ина исследуемого диэлектрического материала (/г много меньше длины и ширины подготовленного в виде пластины или пленки образца исследуемого материала);

S -1 е„ -1 1

()

Е|) + 2

с+2

где ttp.-поляризуемость атома диффундирующего газа-величина, выпадаюшая при расчете по формуле (1). е - диэлектрическая проницаемость, изменяюш,аяся в процессе диффизии; ео - диэлектрическая проницаемость чистого диэлектрика (без газа). Соотношение (1) учитывает концентрацию растворенного в диэлектрике газа:

Л ( - - ,(в)х(2)

в + 2 So + 2,

и диффузию газа в диэлектрическую пластину толщиной h:

Сущность предложенного способа состоит в том, что измеряют диэлектрическую постоянную диэлектрического образца до начала диффузионного поступления в него. Затем помещают образец в атмосферу газа и насыщают газом. После этого откачивают газ и вновь измеряют диэлектрическую постоянную. Далее выдерживают образец некоторое время для удаления из него 20-40% продиффундировавшего газа, вновь измеряют диэлектрическую постоянную и по полученным данным, используя соотношение (1), находят коэффициент диффузии газа в диэлектрические материалы.

Предмет изобретения

Способ определения коэффициента диффузии газов в диэлектрические материалы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, образец в виде .пластины или пленки помещают в атмосферу газа, измеряют кинетику изменения диэлектрической постоянной образца в процессе изменения концентрации .продиффундировавщего в него газа и на основе полученных данных определяют коэффициент диффузии.