CS270727B1 - Způsob spájení Au-Ge targetu se základovou Cu deskou - Google Patents

Abstract

Řešení se týká způsobu spájení targe- ·; tu se základovou deskou katody pro magne- j tronové naprašování. Plocha Au-Ge targetu I určená ke spájení se základovou Cu deskou j se před spájením odleptá v leptadle rozpouštějícím germanium. Takto upravená plocha i targetu, dále opatřená vrstvou india, vy- ' tváří se základovou Cu deskou vzájemně > mechanicky'pevný a dobře tepelně vodivý spoj. Uvedeného způsobu řešení lze použít ; pro spojení desky ze slitiny zlata Au a 1 germania Ge s jinou základovou deskou pájením, především při přípravě targetu pro magnetronové naprašování.

Description

Vynález se týká způsobu spájení Au-Ge targetu se základovou Cu deskou.

Těleso katody pro magnetronové naprašování je obvykle tvořeno základovou deskou, mechanicky pevně spojenou s targetem z odprašovaného materiálu. Hlavním účelem základové desky je co nejúčinnější odvod tepla, vyvíjeného při provozu magnetronového naprašování targetu z odprašovaného materiálu, aby se target nepřehříval, dále aby nedošlo vlivem nadměrného zvýšení teploty k porušení spojení základové desky a targetu nebo k poškození zpracovávané desky polovodičového materiálu vyzařovaným teplem.

V současném stavu techniky se základová deska katody zhotovuje téměř výhradně z mědi Cu a k jejímu spojení s targetem se používá pájení, dále některého ze způsobů plátování válcováním za studená, válcováním za tepla, plátování výbuchem nebo mechanického přitištění targetu na základovou desku, například pomocí rámu s upevňovacími šrouby. Plátování výbuchem není vhodné používat u targetů z drahých kovů, protože při něm může dojít k materiálovým ztrátám. Plátování válcováním za studená nebo za tepla má tu nevýhodu, že je těžko realizovatelné u křehkých materiálů, jako je například slitina zlata a germánia. Pokud je materiál targetu z dobře pájitelných kovů, například zlata, stříbra nebo jejich slitin, potom se pro dobré mechanické spojení obou desek s vyhovujícími tepelnými vlastnostmi nejlépe osvědčilo spojování pájením.

Vzhledem k tomu, že je target při provozu magnetronového naprašování umístěn ve vakuovém prostoru, je nutné, aby spojení se základovou deskou bylo naprosto dokonalé, tzn. vytvořené homogenní vrstvou pájecího kovu, bez vzduchových bublin, což je, zvláště když je materiál targetu z nesnadno pájitelných kovů, například ze slitiny zlata a germania, těžko realizovatelné. V takových případech se postupuje bud tak, že se plocha targetu,. určená ke spájení, opatří nejprve vrstvou dobře pájitelného kovu, například mědí a teprve ta se spájí se základovou deskou, nebo se v krajním případě používá mechanického spojení realizovaného přitištěním targetu na základovou desku, například pomocí rámu s upevňovacími šrouby. Nevýhodou prvního řešení je nutnost nánosu další kovově vrstvy, která musí být homogenní a musí mít k targetu dobrou adhezi. Další jeho nevýhodou je nutnost maskovat při nánosu kovové vrstvy tu část plochy targetu, která nesmí být pokovena. Z hlediska dlouhodobé provozní spolehlivosti může nadto přídavná kovová vrstva měnit postupem času své vlastnosti, zejména na styčné ploše s targetem a potom může dojít například ke kontaminaci, zvláště u čistých targetových kovů pro naprašování. Nevýhoda druhého řešení spočívá v tom, že mechanické spojení realizované přitištěním není nikdy tak dokonalé jako spojení pájením, proto i odvod tepla je horší a také není na celé styčné ploše stejnosměrný, což může způsobit nestejnoměrné ochlazování, a tím i nerovnoměrné mechanické namáhání targetu a může vést až k destrukci targetu, zvláště tehdy, je-li target ze slitiny s relativně nízkým bodem tání, jak je tomu například u eutektické slitiny zlata a germania.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob spájení Au-Ge targetu se základovou Cu deskou podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se Au-Ge target ponoří do leptadla pro germanium Ge, například CP4, po dobu 1 až 3 minuty. Dále se omytá a osušená plocha Au-Ge targetu, určená ke spájení, opatří vrstvou india In, potom se základová Cu deska a Au-Ge substrát k sobě vzájemně přitlačí při teplotě 180 až 200 °C a potom se nechají vychladnout.

Postup dle uvedeného způsobu spájení má ty výhody, že umožňuje dokonalé nanesení indiové pájky In na plochu targetu ze slitiny zlata a germania Au-Ge, takže spojení obou desek je vytvořeno homogenní vrstvou india In, bez vzduchových bublin a nevyžaduje dalších nákladných úprav. Projeví se to především zvýšením kvality parametrů targetu a dále snížením výrobních nákladů.

Dále je popsán příklad použití způsobu spájení Au-Ge targetu se základovou Cu deskou. Target z eutektické slitiny zlata a germania Au-Ge se po odlití mechanicky očistí, potom se omastí v organických rozpouštědlech a nakonec se omyje etylalkoholem. Leptadlo na germanium se připraví v ploché misce z umělé hmoty v takovém množství, aby do něj bylo možné Au-Ge target úplně ponořit. V leptadle se deska ponechá 1 až 3 min. a potom se žaleje deionizova2

CS 270 727 Bl nou vodou, jejíž množství přibližně desetinásobně převyšuje množství leptadla na germanium v misce. Po vyjmutí z misky se uvedená deska omyje deior.izovanou vodou a potom se osuší při teplotě 80 až 100 °C po dobu 1 hodiny. Na ploché peci se umístí předem očištěná základová Cu deska, ohřeje se nad teplotu tání india 180 °C a na její horní plochu, určenou k pájení, se nanese rozetřením rovnoměrná vrstva india In. Po ochlazení se měděná Cu deska z pece sejme a na pec se umístí Au-Ge target, na jehož horní plochu se nanese rovnoměrná vrstva india, potom se target ochladí snížením teploty pece. Potom se na pec opět položí základová Cu deska a na ni Au-Ge target tak, aby k sobě byly obrácené plochami opatřenými vrstvou india, potom se target rovnoměrně po celé ploše zatíží 5 kg závažím. Teplota pece se zvýší nad teplotu tání india 180 °C a jakmile indium In začne ze spájeného spoje vytékat, topení pece se vypne a základová deska s připájeným targetem se nechají pomalu vychladnout .

Uvedeného způsobu řešení lze využít pro spojení desky ze slitiny zlata Au a germania Ge s jinou základovou deskou, například Cu deskou, pájením, především při přípravě targetu pro magnetronové naprašování.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   Způsob spájení Au-Ge targetu se základovou Cu deskou, která se na ploše určené ke spájení opatří vrstvou india In, vyznačující se tím, že Au-Ge target se ponoří do leptadla pro germanium Ge po dobu 1 až 3 minuty a dále se omytá a osušená plocha Au-Ge targetu, určená ke spájení, opatří vrstvou india In, potom se základová Cu deska a Au-Ge substrát navzájem přitlačí při teplotě 180 až 200 °C, a dále se nechají vychladnout.