Устройство для получения покрытий в вакууме

Устройство для получения покрытий в вакууме

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

енйъ ете« "

Союз Советских

Социалистииеских

Респубпик (l l )567 34 1 (6l) Дополнительное к авт. свил-sy— (22) Заивлеыо 22.07.74 (21) 2046953/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликоваио05,09.78.Бюллетень № 33 (45) Дата опубликования описания 1.8,07.78 (5l) M. Кл.

С 23 С 13/08

Гееударстеенннй квинтет

Совета Мнннстреа СССР е делам нзобретеннй н еткрытнй (53} УДК 621.793.

14 06(088 8) В. Е. Минайчев„С. И. Мирощкин, Л. М. Панкратов, А. М. Дороднов, С. А. Мубояджян и Я. А. Помелов (72} Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

В ВАКУУМЕ

Изобретение может быть использовано

О в различных областях техники, например в микроэлектронике, для получения толстых пленок высокого качества.

Известно устройство для Получения покрытий в вакууме, в котором испаряемый материал ионизируется во вспомогательном электрическом разряде, например в тлеющем, возбуждаемом между поверхноствю конденсации и источником пара, и, ускоряясь в электрическом поле к подложке, приобретает значительную скорость (энергию ) (l) .

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве для получения покрытий в вакууме, преимущественно толстых пленок, содержащем средства для генерации, ионизации паров осаждаемого вещества, 1О ускорения образующейся плазмы; средство для генерации пара выполнено в виде квазизамкнутого испарителя, соединенного обогреваемым паропроводом со средством для ионизация и ускорения образую15 шейся плазмы, выполненным в виде полого катода и соосно установленного анода в форме усеченного конуса, обращенного вершиной в сторону выходного отверстия полого. катода, на выходе которого коак2 сиально с анодом установлена магнитная катушка. Соотношение длины полбго катода к его диаметру составляет 1:5, причем соотношение диаметров выходных отверстий паропровода и полого катода

2$ 0,1:0,5.

Известно устройство для получения покрытий в вакууме, содержащее квезизамкнутый испаритель с нагревателем, выполненный в виде двух соединенных между собой цилиндрическим каналом, оканчивающимся дистанционно управляемым герметичным затвором, камер, одна из которых содержит испаряемый материал, а вторая снабжена выходным отверстием, служащим для выпуска из камеры паров напыляемого на подложку вещества (2).

Цель изобретения — повышение адгезии толстых пленок.

567341

На чертеже схематически показано пред лагаемое устройство для получения покрытий в вакууме.

Устройство состоит из испарителя 1, снабженного нагревателем 2, дистанцион-, .но управляемым затвором 3, соединяющим s камеру с испаряемым материалом 4 с камерой 5, имеющей выходное отверстие 6„ паропровода 7, соединяющего выходное отверстие 6 исцелителя с входным отверстием 8 полого катода 9," °

Со стороны -выходного отверстия 10 полого катода 9 коаксиально с ним уста. новлены электроизолированный анод 11 и электромагнитная катушка 12. Полый катод 9 цодключеи через источник 13, питания к аноду 11. Паропровод 7, полый катод 9 и анод 11 снабжены нагревателями 14, 15 и 16 соответственно.

Ионизованные пары 17 испаряемого мате риала 4 конденсируются на подложке 18, 20 установленной в подложкодержатепе 19.

Перед запуском устройства после достижения требуемого разрежения в технологическом обьеме, где производится напыление, предварительно црогреваются на- 2S греватели 14, 15 и 16, нароцровод 7, . полый катод 9 и анод 11, а затем прогревают испаритель 1 с закрытым затвором 3 при помощи нагревателя 2. Регулируя мощности нагревателей 2, 14, 15 30 н 16, устанавливают температуру испарителя 1, соответствующую давлению паров

4 иснаряемого материала 4 0,5 10

- 10 Ъ м рт. ст., температуру паропровода

7, полого катода 9 и анода 11, превышающую температуру испарителя 1, для предотвращения конденсации паров по всему тракту устройства.

При помощи источника 13 питания подают напряжение между полым катодом 9 40 и анодом 11 и открывают при помощи затвора 3 доступ пара в полый катод 9.

При этом между полым катодом 9 и анодом 11 возбуждается дуговой разряд, ro ряший и пар испаряемого ма риала 4. 45

Вклюнаит электромагнитную катушку 12 для боздания аксиально расходящегося ма гнитного ноля. При наличии магнитного поля происходит дрейф электронов в ази муталЬном направлении, приводящий эффективной ионизации паров и ускорению ионов в осевом направлении.

Высокие скорости ионов (до 10 м/с) и практически полная ионизация паров иб» наряемого материала обеспечивают требуемые адгезионные свойства толстых пленок при конденсации их на подложке 18, Устройство позволяет регулировать скорость ионизированного пара 17 изменением величины магнитного поля катушки 12. Кроме того, наличие направленной струи ионизованного пара 17 позволяет повысить эффективность использования вещества (что особенно важно для дорогостоящих материалов) и производительность устройства.

Экспериментальнр установлено, что, если катод 9 выполнен в виде полого цилинд» ра с торцовыми стенками и расйоложенными в них входным 8 и выходным 10 отверстиями, то устойчивая работа устройства наблюдается в случае, когда соотношение длины катода к его диаметру составляет 1:5, а соотношение диаметра входного отверстия к выходному составляет

0,1:0,5.

Формула изобретения

1. Устройство для получения покрытий в вакууме, преимущественно толстых пленок, содержащее средства для генерации, ионизации паров осаждаемого вещества, ускорения образующейся плазмы, о т л ичающееся тем, что, сцелью повышения адгеэии толстых пленок,/ средство для генерации пара выполнено в виде квазизамкнутого иепарителя, соединенного обогреваемым паропроводом со средством для ионизации и ускорения образующейся плазмы, выполненным в виде полого катода и соосно установленного анода в форме усеченного конуса, обращенного верши ной в сторону выходного отверстия полого катода, на выходе которого коаксиаль» но с анодом установлена магнитная катушка ь

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что соотношение длины полого катода к его диаметру составляет 1:5.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что соотношение диа метров выходных отверстий пароцровода и полого катода составляет О, 1:0,5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США М 3329601, кл. 204-298, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

М 201484, кл. С 23 С 13/12, 1967. а ° ° л а

«ь а, а

Р л ь а

° а а лье л

I ь а а r ь

С л» с л а г. а асье а

Е ° л,л л ° с а,. Рл аa а аа с а е

Г Р е г г а е а г л л л л лг л а а. г а, а с а а аа г а а а еса е л а а г " а а а s е се с а

/.О л л а ь а Еа а л а сс ° а с ь а с

75 .а (*

Составитель П. дигин

Техред А. Богдан Корректор Н. Тупниа

Редактор П. Горькова

Фктиал ППП ".Патент", г. Ужгород, .ул. Проектнаи, 4

Заказ 4952/51 Тираж 1177 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5