Испаритель из вольфрама

Испаритель из вольфрама

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИСПАРИТЕЛЬ ИЗ ВОЛЬФРАМА, содержащий испарительный элемент и токоподводы , отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы испарителя и повышения качества покрытия за счет уменьшения количества примесей и брызг в испаренном веществе, испарительный эле.мент выполнен из монокрйсталлического или текстурированного поликристаллического вольфрама с ориентацией рабочей поверхности {110} и с содержанием примесей менее 0,15 мас.%.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3520056/24-21 (22) 09.12.82 (46) 15.07.85. Бюл. № 26 (72) В. А. Зуйков, В. М. Ромашов, А. В. Абалихин, Г. В. Курганов и С. А. Лебедев (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов (53) 621.793.14 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 387050, кл. С 23 С 13/12, 1971.

2. Технические условия на испаритель из вольфрама ТУ 48 — 19 — 106 — 79 МОЗТМ и ТС, 1979 (прототип).

„,.Я1) „„1167239 д

4С50 С 23 С 14/00 (54) (57) ИСПАРИТЕЛЬ ИЗ ВОЛЬФРАМА, содержащий испарительный элемент и токоподводы, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы испарителя и повышения качества покрытия за счет уменьшения количества примесей и брызг в испаренном веществе, испарительный элемент выполнен из монокристаллического или текстурированного поликристаллического вольфрама с ориентацией рабочей поверхности (1 10) и с содержанием примесей менее

0,15 мас.%.

1167239

Изобретение относится к нанесению покрытий в вакууме и может быть использован для получения качественных пленок, предназначенных для микроэлектронных устройств.

Известен испаритель типа «лодочка», выполненный из листового тугоплавкого металла с токоподводами, рабочая часть которого имеет секции в виде углублений для испаряемых металлов (1).

Недостатком этого испарителя является малый срок службы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является испаритель из вольфрама, содержащий испарительный элемент и токоподводы (2) .

Недостатком этого испарителя является малый срок службы и низкое качество покрытия, получаемого с использованием этого испарителя. Малый срок службы испарителя связан с интенсивной коррозией, эрозией, испарением его при контакте с испаряемым материалом. Низкое качество пленок обусловлено попаданием брызг испаряемого вещества и примесей на подложку. В результате покрытие образуется крупнозернистое, с матовой поверхностью и плохой адгезией с подложкой, требует дошлифовки для снятия брызг.

Цель изобретения — увеличение срока службы испарителя и повышение качества покрытия за счет уменьшения количества примесей и брызг в испаренном веществе.

Поставленная цель достигается тем, что в испарителе из вольфрама, содержащем испарительный элемент и токоподводы, исиспарительный элемент выполнен из монокристаллического или текстурированного поликристаллического вольфрама с ориентацией рабочей поверхности (110} и с содер жанием примесей менее 0,15 мас.о/О.

При содержании в материале испарителя примесей ниже 0,15 мас%, что соответствует чистоте вольфрама более 99,85О/р, возрастает скорость осаждения покрытия вследствие увеличения коэффициента массопереноса испаряемого вещества и одновременного снижения концентрации испаряющихся примесей. В результате качество покрытия повышается, а именно уменьшается размер зерна, снижается матовость поверхности, повышается адгезия покрытия.

Испаритель изготовлен из монокристалла или из текстурированного поликристалла так, что поверхность, контактирующая с испаряемым веществом, соответствует плос— костям (l 10) с наибольшей ретикулярной плотностью. Эти плоскости с плотнейшей упаковкой атомов слабо смачиваются испаряемым веществом, что уменьшает разрушение испарителя. Кроме того, при слабой смачиваемости увеличивается скорость испарения вещества, наносимого на подложку, что приводит к улучшению качества покрытия.

Испаритель, выполненный из вольфрама с содержанием примесей 0,15 мас.о/о и более, имеет следующие недостатки: происходит интенсивное испарение примесей с испарителя на подложку, газовыделение из испарителя в зоне контакта с жидким испаряемым веществом вызывает микровзрывные процессы, в результате которых испаряемое вещество в виде капелек осаждается на подложке, ухудшая качество наносимого покрытия.

В испарителе, изготовленном так, что на поверхность контакта с испаряемым веще15 ством выходят плоскости с малой ретикулярной плотностью, происходит интенсивное смачивание поверхности испаряемым веществом, которое разъедает испаритель.

На чертеже изображен испаритель, общий вид.

Испаритель состоит из испарительного элемента 1 и токоподводов 2. На испаритель подается испаряемый материал 3 в виде проволоки.

Пример. Из монокристалла вольфрама, 25 полученного методом плавления, вырезали испарительный элемент 1 в виде пластины толщиной 1,2 мм так, что на поверхность, контактирующую -с испаряемым материалом

3, выходила плоскость (110}. Испарительный элемент 1 закрепляли в контактных зажимах установки для вакуум ного напыления

УВЕ-2М-2. Испаряемый материал 3 (алюминий) в виде проволоки подавали на разогретый прямым пропусканием электрического тока испаритель. Алюминий плавился, испарялся и конденсировался на кремниевых подложках. Толщина покрытия составляла 1,4 мкм. Осажденный слой алюминия имел зеркальную поверхность, мелкозернистую структуру и хорошую адгезию с подложкой. Капельки алюминия на подложке

4О отсутствовали. Качество осажденного алюминия дополнительно контролировали путем сравнения параметров решетки а исходного и, напыленного алюминия. Для исходного алюминия чистотой 99,999 C = 4,0494 А.

45 Результаты испытаний предлагаемого испарителя в сравнении с известным, принятым за базовый образец, представлены в таблице.

Как следует из данных таблицы, по сравнению с известным данный испаритель имеет следующие преимущества, а именно: повышается стойкость испарителя в 4 раза. повышается качество алюминиевых покрытий, улучшается адгезия с подложкой, пленка имеет мелкозернистую структуру, на поверхности пленки отсутствуют брызги и она имеет зеркальный вид.

Выход годных приборов повышается на

2О/р, расход вольфрама снижается более чем в 4 раза.

1167239

Характеристики испарит

Характеристики покрытия

МатеМатовость поверхности

Ад гезив ристалографиеская риал испарителя риентиовка абочей о проессов оверхости

0,15

4,0481 Плохая (отслаивание при царапании) 2,23 Беспорядочная

Сильная

Моно0,32 (110) (100) 0,02 текстурированный 0,1

0>5 Преимущест- 2 Средняя 4,0500 Хоровая венно (100) Составитель Н. Серебрянникова

Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП еПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Недолуженко

Заказ 4392 29

Вольф- . рам лоликристаллический (прототип) кристаллический вольфрам

Вольфрам поликристаллический рок лукбы спариеля, оличестПараметр решетки, °

+ 0,0002 А

Отсутствует 4,0502 . Очень хоровая

Слабая 4 0503