DD277472B5

DD277472B5 - Method for operating a vacuum arc discharge evaporator

Info

Publication number: DD277472B5
Application number: DD32237088D
Authority: DD
Inventors: Peter Siemroth; Bernd Buecken; Hans-Joachim Scheibe; Dietmar Schulze; Werner Fleischer
Original assignee: Fraunhofer Ges Forschung
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1996-01-25
Also published as: DD277472A1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Vakuum-Bogenentladungsverdampfers mit gesteuerter, lasergezundeter Anodenverdampfung Derartige Verdampfer eignen sich insbesondere fur die Herstellung homogener und dropletfreier Schichten, ζ Β fur optische ZweckeThe invention relates to a method for operating a vacuum arc discharge evaporator with controlled, laser-ignited anode evaporation. Such evaporators are particularly suitable for the production of homogeneous and droplet-free layers, for optical purposes

Characteristic of the known state of the art

Aufbau und Wirkungsweise von Verdampfern, die auf dem Prinzip der Vakuumbogenentladung beruhen, sind vielfach beschrieben und weitgehend bekannt (z B VDI-Zeitung 129,1987,1, 89)Structure and mode of action of evaporators, which are based on the principle of vacuum arc discharge, are widely described and widely known (for example, VDI newspaper 129, 1987, 89)

Das Verfahren der Verdampfung von Material mit Hilfe einer Vakuumbogenentladung weist gegenüber anderen Verdampferprinzipien (thermische Verdampfung, Plasmasputtern u a ) einige wichtige Vorteile auf Diese bestehen vor allem im relativ einfachen technischen Aufbau, einem hohen energetischen Wirkungsgrad sowie darm, daß das abgetragene Material nahezu vollständig ionisiert ist Weiterhin zeichnet sich das Vakuumbogenverfahren dadurch aus, daß der Verdampfer in beliebiger Lage betrieben werden kann Dies hat dazu gefuhrt, daß dieses Verfahren bereits in erheblichem Umfang technisch genutzt wird Es hat sich insbesondere fur solche Beschichtungsaufgaben bewahrt, bei denen relativ große Matenaldurchsatze gefordert sind, wie ζ B Hartstoff- und andere Schutzschichten auf Werkstucken mit komplizierter Oberflachengeometrie Es weist jedoch noch eine Reihe von Nachteilen auf, die zur Folge haben, daß insbesondere Beschichtungsaufgaben, bei denen hohe Anforderungen an die Homogenitat und Reproduzierbarkeit der erzeugten Schichten gestellt werden, nicht mit Vakuumbogenverdampfern gelost werden können Hierzu zahlen ζ B Aufgaben aus der Mikroelektronik und die Herstellung spezieller optisch aktiver SchichtenThe method of vaporizing material by means of a vacuum arc discharge has some important advantages over other vaporizer principles (thermal evaporation, plasma sputtering, etc.). These consist primarily of relatively simple engineering, high energy efficiency and that the eroded material is almost completely ionized Furthermore, the vacuum arc process is characterized in that the evaporator can be operated in any position This has led to this method is already used to a considerable extent technically It has been especially for such coating tasks in which relatively large Matenaldurchsatze are required, such as Hart B Hard coatings and other protective coatings on workpieces with complicated surface geometry However, there are still a number of disadvantages which have the consequence that, in particular, coating tasks in which high requirements for homogeneity and Rep can not be solved with vacuum arc evaporators Hierzu B tasks from microelectronics and the production of special optically active layers pay

Eines dieser Probleme besteht darm, daß bei der explosionsartigen Verdampfung neben dem ionisierten Dampf praktisch auch immer makroskopische Spritzer (Droplets) vom Brennfleck ausgeworfen werden In der DE-OS 3 413 891 wird eine Anordnung vorgeschlagen, bei der der unter bestimmten Bedingungen freigesetzte Anodendampf zur Beschichtung genutzt werden soll Dazu wird zwischen einer relativ großflächigen Katode und einer Anode ein Vakuumbogen gezündet, wobei der anodische Ansatz des Bogens als Anodenfleck auf der Anode bzw dem derart befestigten Verdampfungsmaterial erfolgt, so daß aufgrund der hohen Leistungsdichte eine intensive Verdampfung einsetzt Voraussetzung fur die Freisetzung von nutzbarem Anodendampf in den Anodenflecken ist das Auftreten eines Anodenfalls, der bei Vakuumbogenentladungen infolge eines lonendefizits an der Anode entsteht Im vorliegenden Falle (DE-OS 3 413 891) erzeugt man das notwendige lonendefizit an der Anode dadurch, daß diese möglichst klein gestaltet wird Vorteilhaft ist bei dieser Anordnung, daß keine makroskopische Partikelemission auftritt Die Verdampfungsrate wird mit etwa 0,5 g/min bei I = 40 A angegeben, d h sie betragt mit ca 200 μηη/min etwa das Doppelte der des Katodenflecks Neben diesen offensichtlichen Vorteilen haften diesem Verfahren aber noch eine Reihe prinzipieller Mangel an In erster Linie ist hier zu nennen, daß wegen der hohen Energiekonzentration die gesamte Anode geschmolzen wird Damit entsteht das zusätzliche Problem der Halterung des zu verdampfenden MaterialsOne of these problems is that in the case of explosive evaporation virtually all macroscopic spatters (droplets) are ejected from the focal spot in addition to the ionized vapor. DE-OS 3 413 891 proposes an arrangement in which the anode vapor released under certain conditions is used for coating For this purpose, a vacuum arc is ignited between a relatively large-area cathode and an anode, wherein the anodic approach of the arc takes place as an anode spot on the anode or the evaporation material so attached, so that due to the high power density intensive evaporation is required for the release of Usable anode vapor in the anode spots is the occurrence of an anode case, which arises in vacuum arc discharges due to an ion deficit at the anode In the present case (DE-OS 3,413,891) creates the necessary ion deficit at the anode in that it designed as small as possible It is advantageous in this arrangement, that no macroscopic particle emission occurs The evaporation rate is given at about 0.5 g / min at I = 40 A, ie it amounts to about 200 μηη / min about twice that of Katodenflecks Adhere to these obvious advantages In the first place, it should be mentioned here that because of the high energy concentration, the entire anode is melted. This creates the additional problem of holding the material to be evaporated

Ein anderer Nachteil der gewählten Anordnung besteht dann, daß sie nur fur relativ geringe Verdampferleistungen geeignet ist Eine Erhöhung des Stromes hatte zur Folge, daß auch der Halter zum Schmelzen gebracht wurde Dadurch ist die mit einer Verdampfereinheit zu erreichende Aufdampfleistung kaum hoher, als die von Kaltkatodenverdampfern Das Aufschmelzen größerer Anodenbereiche stellt ein prinzipielles Problem bei der Ausnutzung der Anodenflecke dar, denn im Gegensatz zu den Katodenflecken sind Anodenflecke von Natur aus stationär, d h sie bewegen sich nicht oder nur langsam über die Elektrodenoberflache Daher kommt es insbesondere bei hohen Strömen schnell zu makroskopischen Aufschmelzungen, die Abtropfen von Anodenmatenal bzw sogar die Zerstörung der Anode zur Folge haben können Zur Umgehung dieser Nachteile wurde bereits vorgeschlagen, zwischen einer Hohl- bzw Glühkatode und einer großflächigen zu verdampfenden Anode eine Entladung zu zünden, die nicht zum Aufschmelzen der Anode ausreicht und mittels Laserstrahlimpulse auf der Anode Brennflecke initiiert werden, aus denen das Material explosionsartig verdampft Jedoch hat man bei dieser Variante die Nachteile des Auftretens von heißen Elektroden, die infolge begrenzter Standzeit die Effektivität des Verfahrens beschranken sowie die Notwendigkeit Inertgase als Plasmatrager einsetzen zu müssen, wodurch sich die Schichtquahtat durch Gaseinbau verschlechtern kann Außerdem kommt es bei reaktiv geführten Beschichtungsprozessen zu schädlichen Reaktionen des Reaktivgases mit den heißen Katoden, wodurch deren Standzeit weiter gesenkt wirdAnother disadvantage of the arrangement chosen is that it is only suitable for relatively low evaporator performance. An increase in the current had the result that the holder was also melted. Thus, the evaporation power to be achieved with an evaporator unit is hardly higher than that of cold cathode evaporators The melting of larger anode areas represents a fundamental problem in the exploitation of the anode spots, because unlike the cathode spots are anode spots inherently stationary, ie they do not move or only slowly over the electrode surface Therefore, it comes especially at high currents quickly macroscopic melting In order to avoid these disadvantages, it has already been proposed to ignite a discharge between a hollow cathode and a large anode to be vaporized, which does not melt However, in this variant, the disadvantages of the occurrence of hot electrodes that limit the effectiveness of the process due to limited life and the need to use inert gases as a plasma storage in the case of this anode variant are sufficient In addition, reactively conducted coating processes lead to harmful reactions of the reactive gas with the hot cathodes, which further reduces their service life

Darüber hinaus sind bei diesem vorgeschlagenen Verfahren zusätzliche Mittel zur Steuerung der Impulsentladung zwischen der zu verdampfenden Anode und einer weiteren Katode synchron zum Laserstrahlimpuls notwendigIn addition, in this proposed method additional means for controlling the pulse discharge between the anode to be vaporized and another cathode synchronously to the laser beam pulse necessary

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur plasmagestutzten Abscheidung von Schichten im Vakuum mit hoher Abscheiderate und großer Schichtgleichmaßigkeit anzugebenThe aim of the invention is to provide a method for plasma-deposited deposition of layers in a vacuum with a high deposition rate and high Schichtgleichmaßigkeit

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Vakuumbogenentladungsverdampfers anzugeben, mit dem eine gesteuerte Verdampfung der Anode realisiert werden kann Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß die Vakuum-Bogenentladung an der Katode mit bekannten Mitteln gezündet wird, in geeigneter Weise die Ausbreitung des Katodenplasmas so gesteuert wird, daß sich ein Anodenfall ausbildet, daß ein gesteuert auf die Anode gerichteter Laserimpuls zur Ausbildung eines Anodenbrennfleckes an der Auftreffstelle des Laserstrahles fuhrt und daß zurVermeidung einer großflächigen Schmelze die Bogenspannung abgeschaltet wird Nach der Zündung der Vakuumbogenentladung an der Katode, die in üblicher Weise mittels Triggerelektrode, HF-Entladung oder auch durch einen Laserimpuls, der auf die Katode gerichtet ist, und eine Energiedichte von mindestens 10⁸ W/cm² besitzt, erfolgen kann, kommt es zur Emission eines intensiven Plasmas aus dem Katodenspot (Katodenbrennfleck) Man kann davon ausgehen, daß die von der Katode emittierten Ionen sich im wesentlichen geradlinig ausbreiten Die Dichteverteilung des lonenstromes kann dabei gut mit einer Kosmusverteilung beschrieben werden, d h die meisten Ionen werden senkrecht zur Katodenoberflache emittiert Durch diese Ionen wird die Raumladung des Elektronenstromes vollständig neutralisiert, so daß dieser wegen der hohen Leitfähigkeit kaum Begrenzungen unterworfen ist Dagegen bedarf der Eintritt des Stromes in die Anode einer bestimmten Mindestplasmadichte Die ohne zusätzliche Felder mögliche maximale Stromdichte an der Anode ergibt sich aus dem Produkt von Ladungstragerdichte, die durch die Ionen bestimmt wird, und der thermischen Geschwindigkeit der ElektronenThe invention has for its object to provide a method for operating a vacuum arc discharge evaporator, with which a controlled evaporation of the anode can be realized according to the invention, the object is achieved in that the vacuum arc discharge is ignited at the cathode by known means, suitably the Propagation of Katodenplasmas is controlled so that forms an anode case that a controlled directed to the anode laser pulse leads to the formation of an anode focal spot at the point of impact of the laser beam and that to avoid a large-scale melt, the arc voltage is switched off After the ignition of the vacuum arc discharge at the cathode, which in the usual way by means of trigger electrode, RF discharge or by a laser pulse, which is directed to the cathode, and an energy density of at least 10 ⁸ W / cm ² , can take place, it comes to the emission of an intense plasma from the cathode spot ( Kato It is assumed that the ions emitted by the cathode propagate substantially rectilinearly. The density distribution of the ion current can be well described by a coshmic distribution, ie most ions are emitted perpendicular to the cathode surface. These ions complete the space charge of the electron current neutralized, so that it is hardly subject to any restrictions because of the high conductivity. On the other hand, the entry of the current into the anode requires a certain minimum plasma density. The maximum current density at the anode, which is possible without additional fields, results from the product of charge carrier density, which is determined by the ions. and the thermal velocity of the electrons

Wird nun durch geeignete Mittel verhindert, daß mehr als 30-50 % des Katodenplasmas die Anode erreichen, kommt es zur Herausbildung eines Anodenfalles Dies ist dadurch erreichbar, daß die geometrische Anordnung von Katode zur Anode ungunstig durchgeführt wird, oder daß Plasmablenden zwischen diese Elektroden eingeführt werden Im Anodenfall werden die Elektronen beschleunigt, und mit der erhöhten Geschwindigkeit der Elektronen steigt auch die Stromdichte an Im weiteren hat dieser Anodenfall aber andere Konsequenzen Zum einen fuhrt er dazu, daß zumindest ein Teil der Ionen abgestoßen werden, womit sich die lonendichte unmittelbar vor der Anode weiter verringert und der Anodenfall in der Folge ansteigt Zum anderen heizt der Beschüß der Anode mit beschleunigten Elektronen diese thermisch auf Es kommt zur Verdampfung von Anodenmatenal, welches schnell ionisiert wird, so daß sich die Plasmadichte wieder erhöht Die Aufheizung erfolgt dabei inhomogen Insbesondere Bereiche mit schlechter Wärmeableitung, wie ζ Β Spitzen, Schichten, Einschlüsse heizen sich schnell auf Da die lokal erhöhte Plasmadichte auch zu einer Erhöhung der Stromdichte und damit zu weiterer Aufheizung fuhrt, bilden sich schnell sogenannte Anodenflecken d h Gebiete mit sehr hoher Verdampfung und hoher Stromdichte heraus Dabei werden Leistungsdichten erreicht, die denen der Katodenflecke nahekommen Erfindungsgemaß erfolgt vor einer zufälligen und unkontrollierten Herausbildung von Anodenflecken die Einleitung eines Energieimpulses auf die Anode in Form eines stark fokussierten Laserstrahles mit einer Energiedichte von mindestens 10⁸ W/cm² Dadurch wird erreicht, daß sich der Anodenfleck genau an der Auftreffstelle des Laserstrahles herausbildet und Anodenmatenal verdampft wird Da auch der Anodendampf relativ hoch ionisiert ist, können mit diesem Verfahren Schichten ähnlicher Qualität erzeugt werden, wie mit den herkömmlichen Vakuumbogenverdampfern mit Verdampfung der Katode Hinzu kommt, daß aus dem Anodenfleck, infolge des fehlenden lonendruckes, keine Spritzer (Droplets) austreten, die die Schichtqualitat ungunstig beeinträchtigen Ebenfalls tritt die stochastische Bewegung des Brennfleckes, die vom Katodenfleck bekannt ist, beim Anodenfleck nicht auf Erfindungsgemaß wird deshalb die Brennzeit des Vakuumbogens zur Vermeidung einer großflächigen Aufschmelzung der Anode zeitlich begrenzt Die kontinuierliche Verdampfung wird durch eine Folge vieler solcher impulsartiger Verdampfungen erzielt Durch die gezielte Verschiebung des Laserauftreffortes, damit des Zundortes von Entladung zu Entladung, wird ein gleichmäßiger Abtrag der Anode erzielt Neben der beschriebenen und gewünschten Verdampfung der Anode bleibt auch die Verdampfung der Katode von sich stochastisch bewegenden Katodenfleck erhalten Deshalb sollte in der Regel die Katode aus dem gleichen Material wie die Anode bestehen Anderenfalls wird zwangsläufig eine Mischschicht erzeugt, wobei auch die Anode vom Katodenmatenal und umgekehrt beschichtet wird Dieser Effekt kann gezielt zur Abscheidung von Misch- und/oder Legierungsschichten ausgenutzt werdenIf it is prevented by suitable means that more than 30-50% of the cathode plasma reach the anode, it comes to the formation of an anode case This is achievable by the fact that the geometric arrangement of cathode to anode is carried out unfavorable, or that plasma ablation introduced between these electrodes In the anode case, the electrons are accelerated, and with the increased velocity of the electrons, the current density increases Furthermore, this anode case has other consequences On the one hand, it causes at least a portion of the ions are repelled, bringing the ion density immediately before the On the other hand, the bombardment of the anode with accelerated electrons heats them up thermally. It comes to the evaporation of anode material, which is rapidly ionized, so that the plasma density increases again schle As the locally increased plasma density also leads to an increase in the current density and thus to further heating, so-called anode spots, ie areas with a very high vaporization and high current density, quickly form Achieves power densities that are close to those of Katodenflecke invention is carried out before a random and uncontrolled formation of anode spots, the introduction of an energy pulse to the anode in the form of a highly focused laser beam with an energy density of at least 10 ⁸ W / cm ² This ensures that the anode spot Since the anode vapor is relatively highly ionized, with this method layers of similar quality can be produced, as with the conventional vacuum arc evaporators with evaporation of the cathode added kom mt that emerge from the anode spot, due to the lack of ion pressure, no spatters (droplets) affect the quality of the layer unfavorable also occurs the stochastic movement of the focal spot, which is known from Katodenfleckes, the anode spot not on Erfindungsgemaß therefore the firing time of the vacuum arc to Avoiding a large-scale melting of the anode with a time limit The continuous evaporation is achieved by a series of many such pulse-like evaporations By the targeted displacement of Laserauftreffortes, thus the Zundortes from discharge to discharge, a uniform removal of the anode is achieved in addition to the described and desired evaporation of the anode Therefore, the cathode of stochastically moving Katodenfleck is also obtained. Therefore, the cathode should usually consist of the same material as the anode. Otherwise, a mixed layer is inevitably produced, whereby the anode This effect can be used specifically for the deposition of mixed and / or alloy layers

Da mit der Katoden-Verdampfung auch die Droplet-Bildung verbunden ist, muß zwischen Katode und Substrat eine geeignete Blende zur Abschirmung der Droplets angeordnet werdenSince cathode-vaporization also involves droplet formation, a suitable aperture for shielding the droplets must be arranged between the cathode and the substrate

Wenn die Droplets nicht unbedingt störend sind, dann kann mit dem verfahrensgemaßen Betreiben des Verdampfers durch Anoden- und Katoden-Verdampfung eine Hochleistungsverdampfung realisiert werdenIf the droplets are not necessarily annoying, then high efficiency evaporation can be realized with the process of operating the evaporator through anode and cathode evaporation

Austührungsbeispiel

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausfuhrungsbeispiel naher erläutert werden Die zugehörige Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer geeigneten BeschickungseinrichtungThe invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows a schematic representation of a suitable charging device

Unter Nutzung der erfindungsgemaßen Verfahrensfuhrung soll auf einem Kochsalz-Substrat eine infrarot transparente Kohlenstoffschicht von 1 μηη Dichte mit hoher Homogenitat hergestellt werdenUsing the process according to the invention, an infrared-transparent carbon layer of 1 μηη density with high homogeneity is to be produced on a common salt substrate

Die Zeichnung zeigt eine Beschichtungskammer 1 mit der Substrataufnahme 2 fur die zu beschichtenden Substrate 3 Der Vakuum-Bogenentladungsverdampfer besteht aus den zwei Hauptkomponenten Katode 4 und Anode 5 Der Katode 4 ist eine Zündelektrode 6 zugeordnet Zur Realisierung des Verfahrens ist weiterhin eine in der Hohe verstellbare Zylmderblende 7 konzentrisch um diese Anode 5 und zwischen dieser und der Katode 4 angeordnet, eine Ringblende 8 zwischen Katode 4 und den Substraten 3 sowie eine nicht naher dargestellte Lasereinrichtung, die einen Laserstrahiimpuls 9, der variabel ausrichtbar ist, auf die Anode richtet Zur Stromversorgung der Anode 5 und Katode 4 sind die Stromquellen 10 und 11 vorgesehen Nachfolgend soll das erfindungsgemaße Verfahren zum Betreiben der Einrichtung erläutert werden In bekannter Weise wird zwischen Katode 4 und Anode 5 mittels der Stromquelle 10 eine Spannung von 500 V angelegt Der Vakuumbogen kann jedoch erst mittels eines Hochspannungsimpulses von der Zündelektrode 6 gezündet und zwischen Anode 5 und Katode 4 aufrechterhalten werden Die Stromquelle 11 liefert einem Entladungsstrom, der zwischen 500 und 1 000 A liegen kann Damit ware die bekannte Kaltkatoden-Verdampfung zu realisieren Erfindungsgemaß wird jedoch zwischen der Katode 4 und der Anode 5 die freie Ausbreitung des Katodenplasmas durch die Zylmderblende 7 behindert, was zum Aufbau eines Anodenfalls an der Anode fuhrt Ein ausreichender Anodenfall wird im Beispiel erreicht, wenn max 20 % des Katodenplasmas die Anodenoberflache erreicht Zur Einstellung dieses Wertes, die in der Regel experimentell erfolgt, ist die Zylmderblende 7 höhenverstellbar ausgebildet Die Zylmderblende 7 kann auch aus einem Lochblech bestehen und die Anode 5 von der Katode 4 fast völlig abschirmen Nach Aufbau des Anodenfalls wird ein Laserstrahiimpuls 9 mit einer Energiedichte großer als 10⁸ W/cm² auf einem variablen Punkt der Anode gerichtet Dadurch bildet sich an dieser Stelle ein Anodenbrennfleck heraus, der durch lokale Aufschmelzung und intensive Verdampfung gekennzeichnet ist Nach etwa 10 ms wird die Spannungsquelle 11 zugeschaltet, die einen kurzen Stromimpuls auslost, der dem Bogenstrom entgegengerichtet ist Dadurch wird fur einige 100 με die Stromrichtung des Vakuumbogens umgekehrt, wodurch der oder die Brennflecke auf der Katode 4 verloschen und diese zeitweilig zur Anode wird Nach Beendigung des Stromimpulses aus der Stromquelle 11 liegt wieder negative Polarität an der Katode 4 an, es können sich jedoch keine neuen Brennflecke ausbilden und die Entladung verlischtThe drawing shows a coating chamber 1 with the substrate holder 2 for the substrates 3 to be coated. The vacuum arc discharge evaporator consists of the two main components cathode 4 and anode 5. The cathode 4 is associated with an ignition electrode 6. For the realization of the method, a height-adjustable cylinder shutter is also provided 7 concentrically arranged around this anode 5 and between this and the cathode 4, an annular aperture 8 between the cathode 4 and the substrates 3 and a laser device not shown in detail, which a Laserstrahiimpuls 9, which is variably aligned, directed to the anode for powering the anode In the following, the method according to the invention for operating the device will be explained. In a known manner, a voltage of 500 V is applied between cathode 4 and anode 5 by means of the current source 10. However, the vacuum arc can only be applied by means of a high-voltage pulse from the Z The current source 11 supplies a discharge current which may be between 500 and 1000 A. Thus, the known cold cathode evaporation would be realized. According to the invention, however, between the cathode 4 and the anode 5, the free Propagation of the cathode plasma through the Zylmderblende 7 impeded, which leads to the construction of an anode case at the anode A sufficient anode case is achieved in the example, when max 20% of the cathode plasma reaches the anode surface To set this value, which is usually done experimentally, the Zylmderblende 7 height-adjustable design The Zylmderblende 7 can also consist of a perforated plate and the anode 5 of the cathode 4 almost completely shield After building the anode case is a Laserstrahiimpuls 9 with an energy density greater than 10 ⁸ W / cm ^{2 directed} to a variable point of the anode An anode fuel is formed at this point After about 10 ms, the voltage source 11 is switched on, which triggers a short current pulse, which is directed counter to the arc current. Thus, the current direction of the vacuum arc is reversed for some 100 microseconds, whereby the focal point (s) On the cathode 4 is extinguished and this temporarily becomes the anode After completion of the current pulse from the power source 11 is again negative polarity at the cathode 4, but it can not form new focal spots and the discharge goes out

Wahrend die Stromquellen 10 und 11 nachgeladen werden, kann der Laser auf ein neues noch kaltes Gebiet der Anode ausgerichtet werden und der beschriebene Ablauf wiederholt sichWhile the current sources 10 and 11 are being recharged, the laser can be aligned to a new still cold area of the anode and the process described is repeated

Zwischen der Zündung der Bogenentladung mittels Zündelektrode 7 und Auftreffen des Laserstrahlimpulses 9 liegt etwa eine Zeit von 1 msBetween the ignition of the arc discharge by means of ignition electrode 7 and impingement of the laser beam pulse 9 is about a time of 1 ms

Zur Realisierung des konkreten Beispieles der Herstellung einer infrarot transparenten C-Schicht besteht die Katode 4 aus einem Wolframdraht und die Anode 5 weist ein Kohlenstofftarget auf Zur weitgehenden Ausschaltung der Abscheidung von Katodenmaterial auf dem Substrat 3 ist die Ringblende 8 vorgesehen Die Wirksamkeit der Ausblendung des Katodenmaterials durch die Ringblende 8 wie auch der Zylmderblende 7 ist sehr hoch Die derartig hergestellten C-Schichten sind fast völlig dropletfrei, homogen und können mit hoher Abscheiderate hergestellt werdenFor the realization of the concrete example of the production of an infrared transparent C-layer, the cathode 4 consists of a tungsten wire and the anode 5 has a carbon target. For largely eliminating the deposition of cathode material on the substrate 3, the annular aperture 8 is provided The effectiveness of the masking of the cathode material through the annular aperture 8 as well as the Zylmderblende 7 is very high The C layers produced in this way are almost completely dropletfrei, homogeneous and can be produced with a high deposition rate

Claims

1. A method for operating a vacuum arc discharge evaporator with controlled, laser ignited anode evaporation, characterized in that the arc discharge is ignited at the cathode, by suitable means, the propagation of the cathode plasma is controlled so that an anode case is formed, that a controlled, on the Anode directed laser pulse to form an anode focal spot at the point of impact of the laser beam leads and that before forming a large-scale melt, the arc voltage is turned off.

2. The method according to claim 1, characterized in that a diaphragm is introduced into the plasma as a means for controlling the propagation of the cathode plasma.