Способ изготовления мишени для электронно-лучевого испарения

Способ изготовления мишени для электронно-лучевого испарения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИШЕНИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОГО ИСПАРЕНИЯ путем прессования ее в оправке и дальнейшего спекания, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и уменьшения загрязнения материала мишени , прессование и спекание мишени осуществляют в одной и той же оправке , при этом давление прессования составляет 50-100 кгс/см, температура спекания 700-1200 С и длительность , его 1-3 ч для обеспечения плотности мишени, равной 0,4-0,7 плотности исходного материала. 9

(19) (И) COIOS СОВЕТСНИХ

WUNhN

РЕСПУБЛИК

4(51) В 28 В 3 00 С 04 В 35 64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ, Н AS TOP CNOMV СВИДЮОЗВСТВУ

ГССЗЩМ СТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ (21) 3495143/29-33 (22) 20.09.82 (46) 30.01.85. Бюл. У 4 (72) С.М. Карабанов, О.Н. Крютченко, Г.В. Соломенников и А.Е. Чижиков (71) Рязанский радиотехнический институт (53) 666.97(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

В 1362396, кл. В 22 Е 3/00, 1974.

2. Отраслевой стандарт ОСТ 4 ГО.

054.028, 1975, редакция 2-74 (прототип). (54)(57) СПОСОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИШЕНИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОГО ИСПАРЕНИЯ путем прессования ее в оправке и дальнейшего спекания, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и уменьшения загрязнения материала мишени, прессование и спекание мишени осуществляют в одной и той же оправке, при этом давление прессования составляет 50-100 кгс/см2, температура спекания 700-1200 С и длительность его 1-3 ч для обеспечения плотности мишени, равной 0,4-0,7 плотности исходного материала.

4 11369

Изобретение относится к области технологии формирования полупроводниковых и диэлектрических покрытий методом электронно-лучевого испарения (ЭЛИ) в вакууме и может быть использовано при изготовлении изделий микроэлектроники, газоразрядной электроники, в частности при изготовлении газоразрядных индикаторных панелей. 1О

Известен способ формирования мишеней из порошкообразных материалов, основанный на их прессовании .и последующей термообработке, обеспечивающий получение заготовок с плотностью, близкой к максимальной, характерной для массивных материалов (1).

Однако использование этого способа сопряжено с рядом технологичес.ких трудностей: требуется специальное, сложное оборудование, не обеспечивается стабильный режим испарения мишеней.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления мишеней, в котором исходное порошкообразное вещество смешивается с бин- . дером (поливиниловый спирт) и прессуется при давлении 5 т/см2. Полученная заготовка освобождается из оправки и проходит два цикла температурного отжига при 1200 С (выдержка 4-5 ч) и при 1500-1600 С (выдержка 20-30 мин). В этом случае плотность получаемых мишеней (р ) З5 также близка к плотности соответствующего исходного массивного вещества (J,и ) f23.

Недостатки данного способа обус.— ловлены загрязнением материала мишени продуктами разложения биндера, значительной продолжительностью процесса (30 ч), необходимостью использования сложной технологической оснастки.

Целью изобретения является упрощение технологии изготовления и уменьшение загрязнения Материала мишени на ЭЛИ.

Цель достигается тем, что соглас- 50 но способу изготовления мишени для электронно-лучевого испарения путем прессования ее в оправке и дальнейmего спекания, прессование и спекание мишени осуществляют в одной и Ы той же оправке, при этом давление прессования составляет 50-100 кгс/см

2 температура спекания 700

42 2

1200 С и длительность его д

1-3 ч для обеспечения плотности мишени, равной 0,4-0,7 плотности исходного материала.

Способ реализуется следующим образом.

Исходные порошкообразные материалы засыпают в оправку, например, из кварца требуемого диаметра и прессуют при давлении, обеспечивающем необходимую начальную формоустой— чивость мишени. Затем полученные заготовки отжигают в той же самой onравке при температуре и длительности отжига, которые обеспечивают получение конечной плотности, равной 0,4-0,7 плотности исходного материала. Использование одной.и той же оправки значительно упрощает технологию изготовления мишени и одновременно устраняет источник ее загрязнения, так как в этом случае отпадает необходимость использования биндера для обеспечения формо- устойчивости мишеней после прессования.

Выбор конкретных параметров процесса формирования мишеней об„словлен электрофизическими свойствами исходных материалов. Так, оптимальные условия при изготовлении мишеней из MgO и смеси окислов Cr20>

720 — $102 могут быть определеЙы из соответствующих экспериментальных данных, отраженных в таблице.

Выбор диапазонов изменения давления при прессовании и длительности отжига производится с учетом простоты реализации и технологичности процесса изготовления мишени. Значение нижнего предела давления (50 кгс/см ) обусловлено, необходи2 мостью обеспечения достаточной начальной формоустойчивости мишени, верхнего (100 кгс/см ) — простотой реализации процесса прессования.

Длительность отжига 1-3 ч. При этом минимальная длительность отжига (i ч) связана с обеспечением требуемой плотности при максимально допустимой температуре отжига, которая составляет для выбранных материалов 1200 С. Это исключает химическое взаимодействие материалов. мишени и оправки, а также сохраняет ее механическую прочность. Диапазоны изменения температуры (7001200 С) отжига связаны с созданием о необходимой кон и плотности мише.

694 2 4 проводимости мишени из-за возникновения в ее объеме микропробоев по порам, вызванных зарядкой поверхности при бомбардировке электронами. Эти факторы способствуют быстрому разогреву мишени и стабилизации испарения.

При.плотности мишени выше указанного верхнего предела затрудняется установление устойчивого режима испарения (трудно разогреть мишень до требуемой температуры, срывается процесс испарения из-за зарядки ее поверхности отрицательного знака) .

Апробация предложенного способа проводилась на различных порошкообразных материалах. Так, в частности, использование разработанной технологии для изготовления мишеней из MgO и смеси окислов Сг 0Э

Ч 0 -Si02 (таблица) позволяет получить в процессе ЭЛИ качественные покрытия с воспроизводимыми электрофизическими свойствами.

Таким образом., предложенный способ изготовления мишеней позволяДлительность отжига, ч

Давление при Температура прессовании, отжига, С кгс/см

У/Г х

Параметр, У

Сг20Э 20Э

8 02

100

1200

0,7-0,75 0,7-0,75

0,56-0,6 0,65-0,7

1200

50

1200

0,4

1-3

0,55-0,6

100

1100

0,7-0,72 0,6-0,7

0,65-0,7 0,5-0,6

0,5-0,65 0,45-0,5

0,4-0, 5 0,4-0,4 5

100

1000

f-3

900

100

1-3

100

800

1-3

100

0,4

<0,4

ВНИНПК Заказ 10382/10 Тираж 552 Подпмсыое

Филиал ППП "Патаат" ° г Ужгород, ул.Проежтвая, 4

3 113 ни при выбранных параметрах процесса.

Выбор плотности мишени, равной

0,4-0,7 плотности массивного исходного материала, обусловлен следующи— ми причинами.

Нижний предел плотности мишени связан с необходимостью обеспечения минимально допустимой формоустойчивости мишени, предназначенной для

ЭЛИ. Стальное испарение мишеней с меньшей плотностью невозможно из-за ее разрушения в процессе испарения и "разлета" ее фрагментов, вызванного электростатическим расталкиванием.

При испарении мишени, имеющей плотность в пределах указанного диапазона, достигается стабильный режим испарения, гарантирующий получение пленок с воспроизводимыми электрофизическими свойствами. Это обусловлено пористой структурой мишени. Наличие пор обеспечивает, вопервых, большую глубину проникновения электронов и, как следствие этого, увеличение зоны нагрева (по сравнена с беспористым материалом), во-вторых, способствует увеличению

I ет существенно упростить технологию их изготовления, улучшает качество получаемых при ЭЛИ покрытий.