Измерение вакуума (часть 4). «Орбитрон», где на орбиту выводят электроны

Выдался заслуженный выходной, и я решил продолжить свой цикл научно-популярных статей по тематике измерения вакуума.

Некоторым может показаться, что измерение, как и создание вакуума, тема далёкая от IT-индустрии. Те, кто так считает, решительно не правы! Дело в том, что вакуумная техника является краеугольным камнем в полупроводниковой индустрии. Причём, чем меньше размерность техпроцесса вы хотите достигнуть, тем более низкое давление должны обеспечивать вакуумные установки, использующиеся в производстве. Естественно, что точность измерения вакуума играет в данном случае очень важную роль.

В традиционных ионизационных манометрических датчиках есть достаточно неприятный, требующий учёта важный фактор, ограничивающий их точность измерения в области сверхвысокого вакуума. Заключается он в процессах, происходящих прежде всего на аноде датчика под действием электронной бомбардировки во время измерения.

Дело в том, что анод ионизационного датчика, как и любой металлический элемент вакуумной конструкции, имеет свойство накапливать в себе различный газ из атмосферы ( в любую техническую вакуумную систему периодически напускается воздух ) через процессы адсорбции на поверхности + диффузия молекул газа в глубину материала. Причём, количество накапливаемого в металле анода газа тем больше, чем больше его размер ( масса и площадь поверхности ). По мере уменьшения давления в вакуумной системе газ из анода датчика начинает выделяться обратно в объём вакуумной установки, но процесс естественной дегазации очень медленный. Как только ионизационный датчик включается в работу, то скорость выделения газа из его анода резко возрастает под влиянием бомбардировки электронным потоком, что искажает результаты измерений.