CH370613A - Vorrichtung zum Aufdampfen dünner Metallschichten im Hochvakuum - Google Patents

Description

  Vorrichtung zum Aufdampfen dünner Metallschichten im Hochvakuum    Zum Herstellen dünner Metallschichten auf nicht  leitenden Unterlagen wie Glas, Porzellan und Glim  mer bedient man sich häufig eines Verfahrens, bei  welchem das aufzubringende Metall im Hochvakuum  verdampft und auf der Unterlage niedergeschlagen  wird. Das Metall wird dabei meist auf einem von  einem elektrischen Strom durchflossenen Blech auf  die erforderliche Temperatur erhitzt. Es ist auch eine  Vorrichtung bekannt, bei welcher das zu verdamp  fende Material in einem Tiegel durch die Induktions  wirkung eines     Hochfrequenzstroms    erhitzt wird, der  durch eine auf dem Tiegel aufgebrachte Spule fliesst.  



  Die bisher bekannten Vorrichtungen zum Auf  dampfen dünner Metallschichten im Hochvakuum  weisen den Nachteil auf,     dass    sich bei ihnen die     Ver-          dampfungsgeschwindigkeit    und die Menge des ver  dampften Materials nicht genau genug steuern las  sen, so     dass    mit diesen Vorrichtungen nur sehr schwer  gleichmässige Schichten von     vorbest-immter    Stärke zu  erreichen sind.  



  Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung  zum Aufdampfen dünner Metallschichten im Hoch  vakuum, in welcher das zu verdampfende Metall mit  tels eines     Hochfrequenzstromes    erhitzt wird, bei wel  cher ein mindestens teilweise aus dem zu verdamp  fenden Metall bestehendes Blech entlang eines Ran  des mit einer vom     Hochfrequenzstrom        durchflosse-          nen    Spule verbunden ist,

   wobei die am freien Blech  rand liegende Zone sich stärker erhitzt als die mit  der Spule verbundene     Blechrandzone.    In einer sol  chen Vorrichtung     lässt    sich die     Verdampfungsge-          schwindigkeit    auf einfache Weise und sehr genau  durch Verändern der Frequenz des     Hochfrequenz-          stromes    steuern.  



  In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel  des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:         Fig.   <B>1</B> einen Schnitt durch die     Aufdampfvorrich-          tung,          Fig.    2 einen Träger zur Aufnahme des zu ver  dampfenden Materials,       Fie.   <B>3</B> schematisch die Aufbringung des zu ver  dampfenden Materials mittels eines galvanischen  Bades.  



  In     Fig.   <B>1</B> bezeichnet<B>1</B> eine     evakuierbare    Kam  mer, die durch eine Glocke 2 gebildet wird. Diese  kann durch eine Grundplatte<B>3</B> luftdicht abgeschlos  sen werden. Die Kammer<B>1</B> ist über eine Leitung<B>5</B>  mit einer Vakuumpumpe 4 verbunden. Die Quelle  zum Verdampfen von     überzugsmaterial    in der Kam  mer<B>1</B> besteht aus einer HF-Induktionsspule<B>6,</B> die  über Rohre<B>8</B> und<B>9</B> an eine     Kühlinittelpumpe   <B>7</B> an  geschlossen ist. Das zu verwendende Kühlmittel ist  abhängig von der erwünschten     bzw.    zulässigen Tem  peratur der HF-Spule.

   Für hohe Temperaturen kön  nen flüssiges Natrium oder     Silikonöl,    für niedrige  Temperaturen<B>Öl</B> oder Wasser verwendet werden.  Die Spule<B>6</B> ist ausserdem durch Leitungen<B>11</B> und  12 an einen in seiner Frequenz steuerbaren     HF-          Generator    angeschlossen. Weiter trägt die Spule<B>6</B>  ein Blech, das aus dem zu verdampfenden Material  bestehen kann. Das Blech<B>13</B> kann dieselbe Form ha  ben wie die es tragende     HF-Spule   <B>6.</B> In dem darge  stellten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die  Spule und das Blech zylindrisch geformt, da bei die  ser Anordnung die Steuerbedingungen optimal sind.

    Auf Kosten der optimalen Bedingungen können aber  auch andere als     zylindrische    Formen verwendet wer  den, z. B. rechteckige, elliptische     usw.    Die Spule, die  dem Blech Wärme zuführt, kann also auch eine  andere als eine kreisförmige Gestalt haben.  



  Das Blech<B>13</B> ist an der Spule<B>6</B> durch Ver  schweissen, Löten, Hartlöten oder ein anderes geeig  netes Verfahren angebracht, durch das ein guter elek-           trischer    Kontakt erreicht wird. Dadurch wird     im     Betriebszustand der der Spule<B>6</B> zugeführte     HF-          Strom    dem Blech<B>13</B> zugeleitet und eine konzen  trierte Erhitzung an einer peripheren Bandkante 13a  (Schmelzzone) des Bleches<B>13</B> bewirkt.

   Diese ent  steht durch die Stromverdrängung infolge des     Skin-          effektes    und die Kühlung an der unteren Kante  des Bleches<B>13.</B> Dank dieser Anordnung können die  Menge des zu verdampfenden Metalls und die     Ver-          dampfungsgeschwindigkeit    genau gesteuert werden,  indem die Kühlung der Spule und die Frequenz des       HF-Generators    verändert werden. Die Kühlung der  Spule wird durch die Eigenart und die Temperatur  des die Spule<B>6</B> durchfliessenden Kühlungsmittels be  stimmt. Die Temperatur der peripheren Bandkante  13a des Bleches<B>13</B> kann genau bestimmt werden,  wenn man die Breite oder Länge -und die Stärke  des Bleches<B>13</B> kennt.  



  Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in     Fig.2     gezeigt. Hier besteht das Blech<B>131</B> aus einem hitze  beständigen Material, auf das das zu verdampfende  Metall durch ein beliebiges geeignetes Verfahren  aufgebracht wird. z. B. durch Aufsprühen. Wie     Fig.    2  zeigt, kann dies mittels einer Sprühdüse<B>15</B> eines  herkömmlichen     Spriihgerätes    erfolgen. Das besprühte  Blech wird dann an der HF-Spule<B>6</B> in der oben  erklärten Weise befestigt. Das zu verdampfende Me  tall kann auch mit Hilfe eines Pinsels aufgebracht  werden.  



       Fig.   <B>3</B> zeigt schematisch, wie das hitzebeständige  Blech<B>13'</B> mit dem zu verdampfenden Metall in  einem     Galvanisiervorgang    überzogen werden kann.  Dabei wird das Blech<B>13'</B> teilweise in ein     Galvani-          sierbad   <B>30</B> eingetaucht, das in einem     Galvanisiertank     <B>31</B> enthalten ist. Der für die     Galvanisation    notwen  dige elektrische Strom wird von einer Quelle<B>32</B>       Crei     <B>,</B>     iefert.    Die     Eintauchtiefe    des Bleches<B>13'</B> hängt  von der     aufzugalvanisierenden    Metallmenge ab.

   Es  können auch andere Arten der chemischen Abla  gerung zur Aufbringung des Materials auf das Blech  <B>13"</B> verwendet werden.  



  Das Blech<B>13'</B> sollte aus einem Metall bestehen,  das erhöhten Temperaturen widerstehen und nicht  von dem     Verdampfungsprozess    in Mitleidenschaft ge  zogen werden kann. Dazu gehören z. B. Wolfram,       Tantal,        Molybdän,        Hafnium,        Niobium,        Rhenium     und Platin. Bei den Metallen, welche auf das hitze  beständige Blech aufgebracht werden, kann es sich    um Eisen, Kobalt, Nickel, die Edelmetalle oder  deren Legierungen handeln. Es können beliebige  geeignete Mittel verwendet werden, um das zu be  dampfende Gut<B>23</B> in der Nähe des verdampfenden  Materials zu halten.

   Gemäss     Fig.   <B>1</B> wird eine Halte  rung verwendet, die aus einer Grundplatte 20 mit  einer festen Säule 21 und einer einstellbaren Platt  form 22 besteht, durch die das zu bedampfende Gut  <B>23</B> in jede beliebige Stellung zu der Randkante 13a  des Bleches<B>13</B> gebracht werden kann.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Vorrichtung zum Aufdampfen dünner Metall schichten im Hochvakuum, in welcher das zu ver dampfende Metall mittels eines Hochfrequenzstroms erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein min destens teilweise aus dem zu verdampfenden Metall bestehendes Blech entlang eines Randes mit einer vom Hochfrequenzstrom durchflossenen Spule verbunden ist, wobei die am freien Blechrand liegende Zone sich stärker erhitzt als die mit der Spule verbundene Blech- randzone. UNTERANSPRÜCHE <B>1.</B> Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet,

   dass die Frequenz des Hochfrequenz- stromes veränderbar ist. 2. Vorrichtung nach Patentansprach, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Spule verbundene Blech aus einem Metall besteht, das dem Verdamp- fungsprozess standhält, und dass das zu verdampfende Metall auf das Blech als Überzug aufgebracht ist. <B>3.</B> Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech aus dem zu verdamp fenden Metall besteht. 4.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule mindestens eine Win dung aufweist und das längs einer Seitenkante mit ihr verbundene Blech aus einem Rechteckstück her gestellt ist. <B>5.</B> Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule nur eine Windung auf weist, das Blech die Form eines geschlitzten Zylin ders hat und mit der Spule so verbunden ist, dass sich der Schlitz des Bleches zwischen den Enden der Spule befindet. <B>6.</B> Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Hochfrequenzstrom durchflossene Spule kühlbar ist.