DE19612345C1

DE19612345C1 - Process for plasma-activated high-speed vapor deposition of large-area substrates

Info

Publication number: DE19612345C1
Application number: DE1996112345
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Neumann; Siegfried Prof Dr Schiller; Henry Morgner; Steffen Straach; Nicolas Dr Schiller
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2016-03-29

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum plasmaaktivierten Hochrate-Bedampfen großflächi ger Substrate im Vakuum. Die großflächigen Substrate können Platten aus Kunststoff, Glas oder Metall oder auch bandförmige Materialien wie Kunststoffolien, vorbeschichtete Papiere oder Textilien sein. Typische Anwendungen sind das Auftragen reflektierender, reflexmin dernder oder dekorativer Schichten sowie das Erzeugen von Abriebschutz-, Korrosions schutz- oder Barriereschichten. In den meisten Fällen sind fest haftende Schichten hoher Dichte erforderlich, die nur mit Hilfe plasmaaktivierter Prozesse abgeschieden werden kön nen.The invention relates to a method for plasma-activated high-rate vapor deposition over a large area substrates in vacuum. The large-area substrates can be made of plastic, glass or metal or also band-shaped materials such as plastic films, pre-coated papers or textiles. Typical applications are the application of reflective, reflexmin dernder or decorative layers and the creation of abrasion protection, corrosion protective or barrier layers. In most cases, adherent layers are higher Density required, which can only be deposited using plasma-activated processes nen.

Für die Erzielung hoher Bedampfungsraten sind entsprechend hohe Plasmadichten erforder lich.Correspondingly high plasma densities are required to achieve high evaporation rates Lich.

Dazu ist bekannt, die hohen Plasmadichten von Niedervoltbogenentladungen - insbesondere von Hohlkatodenbogenentladungen - zu nutzen, indem der Hohlkatodenbogen zwischen einer Hohlkatode und dem zu verdampfenden Material gezündet wird, und so für das plas magestützte Bedampfen genutzt wird (US 3,562,141). Der Nachteil besteht darin, daß zwar eine hohe Ionisierung des verdampften Materials dicht oberhalb des Verdampfertiegels er zielt wird, aber die Verdampfungsraten und auch die Plasmadichten unmittelbar unterhalb des Substrats sind für viele Anwendungen zu gering.For this purpose, it is known - in particular, the high plasma densities of low-voltage arc discharges of hollow cathode arc discharges - to be used by the hollow cathode arc between a hollow cathode and the material to be evaporated is ignited, and so for the plas magical steaming is used (US 3,562,141). The disadvantage is that high ionization of the evaporated material just above the evaporator crucible is aimed, but the evaporation rates and also the plasma densities immediately below of the substrate are too small for many applications.

Zur Erzielung höherer Bedampfungsraten ist bekannt, zusätzlich zu einer Niedervoltbo genentladung einen hochenergetischen Elektronenstrahl auf das Verdampfungsmaterial zu richten (CH 645 137). Durch den höheren Energieeintrag in das Verdampfungsmaterial wird zwar die Verdampfungsrate erhöht, der Nachteil ist aber, daß die Plasmadichte unterhalb des Substrats zu gering ist, um stengelfreie Schichtstrukturen ohne Mikrorisse bei hohen Be dampfungsraten zu erreichen.It is known to achieve higher vapor deposition rates, in addition to a low-voltage bo gene discharge a high-energy electron beam towards the evaporation material judge (CH 645 137). Due to the higher energy input into the evaporation material Although the evaporation rate increases, the disadvantage is that the plasma density is below the Substrate is too low to stem-free layer structures without microcracks at high loading to achieve vaporization rates.

Es ist weiterhin bekannt, die niederenergetischen Elektronen einer Niedervoltbogenentla dung zur Ionisierung des verdampften Materials zu benutzen, ohne daß die Bogenentladung direkt zum Verdampfungsmaterial brennt (EP 0 545 863 A1). Der mittels einer Niedervoltbo genentladung erzeugte Niedervoltelektronenstrahl wird dabei durch die Gasphase des ver dampften Materials geschossen, um dieses zu ionisieren. Zum Beschichten großflächiger Substrate werden mehrere solcher Niedervoltelektronenstrahlen nebeneinander angeordnet. It is also known to discharge the low-energy electrons of a low-voltage arc tion to ionize the vaporized material without causing the arc discharge burns directly to the evaporation material (EP 0 545 863 A1). The one with a low voltage bo gene discharge generated low-voltage electron beam is thereby by the gas phase of ver vaporized material to ionize it. For coating large areas Several such low-voltage electron beams are arranged next to one another.

Nachteilig ist, daß auch auf diese Weise nicht die erforderlichen Schichtqualitäten erreicht werden.The disadvantage is that the required layer qualities are not achieved in this way either will.

Zur weiteren Erhöhung der Plasmadichte am Substrat ist bekannt, Niedervoltbogenquellen sehr dicht unter dem Substrat anzuordnen und die Niedervoltbogenentladung durch ein annähernd horizontales Magnetfeld dicht unterhalb des Substrates entlang zu führen (DE 42 35 199). Durch das Magnetfeld wird gleichzeitig eine unerwünschte Einwirkung des hochdichten Plasmas auf den für die Verdampfung benutzten hochenergetischen Elektro nenstrahl vermieden. Zur Beschichtung großflächiger Substrate werden mehrere Niedervolt bogenquellen, vorzugsweise Hohlkatodenbogenquellen, nebeneinander angeordnet und durch horizontale Wechselablenkung ein gleichmäßiges Plasma über die Substratbreite er zielt. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß trotz der auf diese Weise erzeugten hohen Plasmadichte unterhalb des Substrats bei den geforderten hohen Bedampfungsraten in der Größenordnung von 100 nm/s die geforderten Schichteigenschaften nicht erreicht werden. Insbesondere zeigen dicke Schichten von mehr als 1 µm eine Stengelstruktur und eine ungenügende Abriebfestigkeit. Auch die für hochdichte Verpackungsfolien erforderli chen Barrierewerte gegenüber Sauerstoff und Wasserdampf genügen noch nicht den Anfor derungen.Low-voltage arc sources are known for further increasing the plasma density on the substrate very close to the substrate and the low-voltage arc discharge by a to run an almost horizontal magnetic field just below the substrate (DE 42 35 199). Due to the magnetic field, an undesirable influence of the high-density plasma on the high-energy electrical used for the evaporation avoided. Several low voltages are used to coat large-area substrates arc sources, preferably hollow cathode arc sources, arranged side by side and through horizontal alternating deflection, a uniform plasma over the substrate width aims. The disadvantage of this method is that despite the generated in this way high plasma density below the substrate with the required high evaporation rates in the order of 100 nm / s the required layer properties were not achieved will. In particular, thick layers of more than 1 µm show a stem structure and insufficient abrasion resistance. Also necessary for high-density packaging films Barrier values against oxygen and water vapor do not yet meet the requirements changes.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum plasmaaktivierten Hochrate-Bedampfen großflächiger Substrate zu schaffen, mit dem auch bei Bedampfungsraten in der Größen ordnung von 100 nm/s Schichten mit hoher Packungsdichte und hoher Haftfestigkeit abge schieden werden können. Diese Schichten sollen bei Dicken von mehr als 1 µm keine Sten gelstruktur und eine hohe Abriebfestigkeit aufweisen und bereits bei Schichtdicken von 20 bis 50 nm gute Barriereeigenschaften gegenüber Sauerstoff und Wasserdampf besitzen.The object of the invention is to provide a method for plasma-activated high-rate vapor deposition to create large-area substrates with which even with vapor deposition rates in sizes order of 100 nm / s layers with high packing density and high adhesive strength can be separated. These layers should not have any stencils at thicknesses of more than 1 µm gel structure and high abrasion resistance and already with layer thicknesses of 20 up to 50 nm have good barrier properties against oxygen and water vapor.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteil hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben.According to the invention the object is achieved according to the features of claim 1. Advantage adhesive embodiments of the invention are described in claims 2 to 6.

Die wesentlichsten Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß zu nächst dicht unterhalb des großflächigen Substrats ein horizontal über die gesamte Substratbreite ausgedehnter g roßflächiger Plasmaschirm hoher Plasmadichte gebildet wird. Daran anschließend werden zwischen diesem horizontalen Plasmaschirm und einer Ver dampfereinrichtung eine oder mehrere vertikale stromstarke Plasmaentladungen erzeugt, wobei dieser Plasmaschirm als Katode und Teile der Verdampfereinrichtung als Anode be schaltet werden.The most important features of the method according to the invention are that next, just below the large-area substrate, horizontally across the entire Substrate width extended g large-area plasma screen high plasma density is formed. Subsequently, between this horizontal plasma screen and a ver steamer device generates one or more vertical high-current plasma discharges, this plasma screen as a cathode and parts of the evaporator device as an anode be switched.

Dadurch ergeben sich folgende Vorteile. In dem horizontalen flächenhaften Plasmaschirm wird bereits ein großer Teil der auf das Substrat auftreffenden Teilchen angeregt und ioni siert. Es werden weiterhin im Bereich zwischen Verdampfereinrichtung und Plasmaschirm zusätzliche Ionen erzeugt, und durch die hohe Potentialdifferenz der stromstarken Plas maentladungen werden diese Ionen auf das Substrat beschleunigt. So wird sowohl die Io nendichte als auch die Ionenenergie der auf das Substrat auftreffenden Ionen erhöht. Diese Erhöhungen gehen dabei wesentlich über den Betrag von etwa 10 eV hinaus, der durch das Selbstbiaspotential des Substrats gegenüber dem Plasmaschirm bei elektrisch isolierenden Substraten oder beim Abscheiden elektrisch isolierender Schichten erreicht wird. Es wurden somit überraschenderweise bedeutende Verbesserungen der Schichteigenschaften von auf gedampften Schichten bei hohen Bedampfungsraten auf großflächigen Substraten erreicht. Diese Verbesserungen bestehen darin, daß bei den hohen Bedampfungsraten stengelstruk turfreie Schichten mit hoher Packungsdichte und hoher Abriebfestigkeit bei Schichtdicken von mehr als 1 µm entstehen.This has the following advantages. In the horizontal flat plasma screen a large part of the particles hitting the substrate is already excited and ioni siert. It will continue to be in the area between the evaporator device and the plasma screen generates additional ions, and due to the high potential difference of the high-current Plas discharge, these ions are accelerated onto the substrate. So both the Io density and the ion energy of the ions hitting the substrate are increased. This Increases go far beyond the amount of about 10 eV, which is due to the Self-bias potential of the substrate compared to the plasma screen in electrically insulating Substrates or when depositing electrically insulating layers is achieved. There were thus surprisingly significant improvements in the layer properties of on vaporized layers at high vapor deposition rates on large substrates. These improvements consist in the fact that at the high vapor deposition rates door-free layers with high packing density and high abrasion resistance with layer thicknesses of more than 1 µm arise.

Des weiteren weisen die nach diesem Verfahren aufgedampften Schichten, insbesondere auch 20 nm bis 50 nm dicke Schichten, die geforderten hohen Barrierewerte gegenüber Wasserdampf und Sauerstoff auf.Furthermore, the layers vapor-deposited by this method, in particular also 20 nm to 50 nm thick layers, the required high barrier values Water vapor and oxygen.

Für die Ausbildung eines Plasmaschirms hoher Dichte über die gesamte Beschichtungsfläche ist es vorteilhaft, die zur Erzeugung des Plasmaschirms verwendeten Niedervoltelektronen strahlen durch ein horizontales Magnetfeld zu führen, dessen Feldlinien in Richtung der Nie dervoltelektronenstrahlen verlaufen. Dadurch wird eine vorzeitige Zerstreuung der Nieder voltelektronenstrahlen vermieden und ihre Reichweite und die Ausdehnung des Plasma schirms in Bewegungsrichtung des Substrats erhöht. Zur Erzielung einer homogenen Plas madichte senkrecht zur Bewegungsrichtung der Substrate ist eine horizontale Wechselablen kung, d. h. ein in horizontaler Ebene ständiges Ablenken der Niedervoltelektronenstrahlen, mit Frequenzen von 50 Hz bis 5 kHz zweckmäßig. Die Ablenkfrequenz sollte der Bedamp fungsrate in der Weise angepaßt werden, daß die pro Ablenkperiode abgeschiedene Schichtdicke nicht größer als etwa 5 nm ist.For the formation of a plasma screen of high density over the entire coating area it is advantageous to use the low-voltage electrons used to generate the plasma screen radiate through a horizontal magnetic field, the field lines of which are directed towards the never the electron beams run. This will prematurely disperse the Nieder Avoid electron beams and their range and the extent of the plasma screen increased in the direction of movement of the substrate. To achieve a homogeneous plas The density perpendicular to the direction of movement of the substrates is a horizontal changeable variable kung, d. H. a constant deflection of the low-voltage electron beams in the horizontal plane, useful with frequencies from 50 Hz to 5 kHz. The deflection frequency should be the bedamp tion rate in such a way that the separated per deflection period Layer thickness is not greater than about 5 nm.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl mit einer einzigen großflächigen vertikalen Plasmaentladung bei Verwendung einer gemeinsamen Anode und einem dazugehörigen Stromversorgungsgerät als auch mit mehreren vertikalen Plasmaentladungen unter Verwen dung von mehreren über die Beschichtungsbreite nebeneinander angeordneten Anoden und mehreren den einzelnen Anoden zugeordneten Stromversorgungsgeräten durchgeführt werden.The method according to the invention can be carried out with a single large-scale vertical Plasma discharge when using a common anode and an associated one Power supply device with multiple vertical plasma discharges using formation of several anodes arranged side by side over the coating width and several power supply devices assigned to the individual anodes will.

Als Verdampfereinrichtung werden dabei ein Elektronenstrahl-Linienverdampfer mit einem senkrecht zur Bewegungsrichtung des Substrats ausgedehnten Verdampfertiegel oder meh rere Einzelverdampfer, insbesondere Schiffchenverdampfer, Tiegelverdampfer mit Strah lungs-, Induktions- oder Elektronenstrahlheizung, die ebenfalls senkrecht zur Bewegungs richtung des Substrats nebeneinander angeordnet sind, verwendet.An electron beam line evaporator with a Extended evaporator crucible perpendicular to the direction of movement of the substrate or meh Single evaporators, in particular boat evaporators, crucible evaporators with jet lungs-, induction or electron beam heating, which are also perpendicular to the movement Direction of the substrate are arranged side by side, used.

Besonders vorteilhaft ist es, beim Verdampfen von leitfähigem Material das Verdampfungs material als Anode für die vertikalen Plasmaentladungen zu verwenden, wobei das Verdamp fungsmaterial aller Einzelverdampfer als eine Anode, das Verdampfungsmaterial jedes Einzel verdampfers als je eine Anode oder das Verdampfungsmaterial mehrerer Einzelverdampfer als eine Anode beim Einsatz mehrerer Anoden genutzt wird.It when evaporating conductive material, the evaporation is particularly advantageous Material to use as an anode for the vertical plasma discharges, the evaporator Material of all individual evaporators as one anode, the evaporation material of each individual evaporator than one anode or the evaporation material of several individual evaporators is used as an anode when using multiple anodes.

Es ist auch möglich, in der Nähe der Verdampferoberfläche eine langgestreckte Elektrode oder mehrere Einzelelektroden als Anoden zu verwenden.It is also possible to have an elongated electrode near the evaporator surface or use several individual electrodes as anodes.

Für das Erzielen einer hohen Potentialdifferenz in der vertikalen Plasmaentladung und somit einer möglichst hohen Energie der auf das Substrat auftreffenden Ionen ist es vorteilhaft, im Bereich der vertikalen Plasmaentladung ein horizontales Magnetfeld mit einer Feldstärke von mehr als 0,5 kA/m zur Einwirkung zu bringen. Damit wird die Bewegung der Elektronen von der Katode zur Anode der vertikalen Plasmaentladung behindert, und es ist bei gleichem Entladungsstrom eine höhere Potentialdifferenz zwischen dem Plasmaschirm als Katode und der Verdampfereinrichtung als Anode möglich. Bei Verwendung eines Elektronenstrahl- Linienverdampfers mit bekannter Magnetfalle wird in besonders vorteilhafter Weise das hori zontale Magnetfeld der Magnetfalle sowohl für die horizontale Führung der Niedervoltelek tronenstrahlen dicht unterhalb des Substrates als auch für die Erhöhung der Potentialdiffe renz der vertikalen Plasmaentladung genutzt werden.For achieving a high potential difference in the vertical plasma discharge and thus the highest possible energy of the ions hitting the substrate, it is advantageous in Area of vertical plasma discharge a horizontal magnetic field with a field strength of to apply more than 0.5 kA / m. The movement of the electrons of the cathode to the anode of vertical plasma discharge is obstructed, and it is the same Discharge current has a higher potential difference between the plasma screen than the cathode and of the evaporator device possible as an anode. When using an electron beam Line evaporator with known magnetic trap is the hori in a particularly advantageous manner zontale magnetic field of the magnetic trap both for the horizontal guidance of the low-voltage telek electron beams just below the substrate as well as for increasing the potential differences vertical plasma discharge.

Es besteht auch die Möglichkeit, zum Erreichen einer hohen vertikalen Potentialdifferenz in der vertikalen Plasmaentladung ein inhomogenes vertikales Magnetfeld im Bereich der verti kalen Plasmaentladung anzuwenden, welches in Richtung zum Substrat divergent, sich ab schwächend ist und Feldstärken zwischen 0,5 und 50 kA/m aufweist. Damit können ähnli che Effekte wie mit dem genannten horizontalen Magnetfeld erreicht werden. There is also the possibility to achieve a high vertical potential difference in the vertical plasma discharge an inhomogeneous vertical magnetic field in the area of the verti kalen plasma discharge, which diverges towards the substrate is weakening and has field strengths between 0.5 and 50 kA / m. So that similar che effects as can be achieved with the horizontal magnetic field mentioned.

Bei Verwendung wechselstrombeheizter Schiffchenverdampfer können die durch die Heiz ströme erzeugten horizontalen Wechselmagnetfelder oberhalb der Schiffchenverdampfer in vorteilhafter Weise sowohl für die horizontale Wechselablenkung der horizontalen Nieder voltelektronenstrahlen, wobei eine gute Homogenität der Plasmadichte im Plasmaschirm erreicht wird als auch für die Erhöhung der Potentialdifferenz in den vertikalen Plasmaentla dungen genutzt werden.When using AC-heated boat evaporators, the heating currents generated horizontal alternating magnetic fields above the boat evaporator in advantageously both for the horizontal alternating deflection of the horizontal low full electron beams, with a good homogeneity of the plasma density in the plasma screen is achieved as well as for increasing the potential difference in the vertical plasma discharge be used.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt einen Schnitt durch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter Verwen dung von Schiffchenverdampfern.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. The associated drawing shows a section through a device for performing the method using of boat evaporators.

Eine bandförmige Kunststoffolie, das zu beschichtende Substrat 1, wird für Verpackungs zwecke mit einer dünnen Schicht Al₂O₃ bedampft. Das Substrat 1 wird dazu in bekannter Weise über eine Kühlwalze 2 geführt. Unterhalb und senkrecht zur Bewegungsrichtung des Substrats 1 sind wechselstrombeheizte Schiffchenverdampfer 3 angeordnet. Den Schiffchen verdampfern 3 wird über Drahtzuführeinrichtungen 4 ständig Aluminiumdraht 5 als Ver dampfungsmaterial zugeführt. Für die reaktive Abscheidung von Aluminiumoxid auf dem Substrat 1 ist zwischen den Schiffchenverdampfern 3 und dem Substrat 1 ein Düsenrohr 5 zum Einlassen von Sauerstoff als Reaktivgas angeordnet. Senkrecht zur Bewegungsrichtung des Substrats 1 sind dicht unterhalb des Substrates 1 Hohlkatodenbogenquellen mit Hohlka tode 7, Ringanode 8, Stromversorgung 9 und magnetischen Wechselablenksystemen 10 angeordnet. Die Hohlkatodenbogenquellen erzeugen horizontale, nebeneinander verlaufen de Niedervoltelektronenstrahlen in Bewegungsrichtung des Substrates 1, die durch die ma gnetischen Wechselablenksysteme 10 in horizontaler Richtung senkrecht zur Bewegungsrich tung des Substrats 1 abgelenkt werden, so daß ein flächenartiger, homogener, über die Substratbreite ausgedehnter Plasmaschirm 11 in der horizontalen Ebene dicht unter dem Substrat 1 entsteht. Im Bereich des Plasmaschirms 11 werden sowohl die von den Schiff chenverdampfern 3 verdampften Aluminiumatome als auch die über das Düsenrohr 5 einge lassenen Sauerstoffmoleküle angeregt und ionisiert, bevor sie auf das Substrat 1 auftreffen. Durch die hohe Plasmadichte im Plasmaschirm 11 lädt sich die elektrisch isolierende Oberflä che des Substrates 1 auf ein Selbstbiaspotential von etwa -15 V auf, durch welches Ionen mit einer Stromdichte von ca. 5 mA/cm² aus dem Plasmaschirm 11 auf das Substrat 1 be schleunigt werden. A band-shaped plastic film, the substrate 1 to be coated, is vapor-deposited for packaging purposes with a thin layer of Al₂O₃. For this purpose, the substrate 1 is guided over a cooling roller 2 in a known manner. AC-heated boat evaporators 3 are arranged below and perpendicular to the direction of movement of the substrate 1 . The boat evaporate 3 is fed via wire feeders 4 continuously aluminum wire 5 as the evaporation material Ver. For the reactive deposition of aluminum oxide on the substrate 1 , a nozzle tube 5 is arranged between the boat evaporators 3 and the substrate 1 for admitting oxygen as a reactive gas. Perpendicular to the moving direction of the substrate 1 immediately below the substrate 1 with Hohlkatodenbogenquellen Hohlka death 7, annular anode 8, power supply 9 and magnetic Wechselablenksystemen 10. The hollow cathode arc sources generate horizontal, side by side de low-voltage electron beams in the direction of movement of the substrate 1 , which are deflected by the magnetic interchangeable deflection systems 10 in the horizontal direction perpendicular to the direction of movement of the substrate 1 , so that a flat, homogeneous, extended across the substrate width plasma screen 11 in the horizontal plane just below the substrate 1 arises. In the area of the plasma screen 11 , both the aluminum atoms evaporated by the boat evaporators 3 and the oxygen molecules let in via the nozzle tube 5 are excited and ionized before they strike the substrate 1 . Due to the high plasma density in the plasma screen 11 , the electrically insulating surface of the substrate 1 charges to a self-bias potential of approximately -15 V, which accelerates ions with a current density of approximately 5 mA / cm 2 from the plasma screen 11 onto the substrate 1 will.

Durch Anlegen einer positiven Spannung an die Schiffchenverdampfer 3 über leistungsstarke Stromversorgungsgeräte 12 werden zwischen dem Plasmaschirm 11 als Katode und den als Anode dienenden Schiffchenverdampfern 3 stromstarke vertikale Plasmaentladungen 13 mit Entladungsströmen in der Größenordnung von 100 A pro Schiffchenverdampfer 3 gezündet. Dabei sind Gruppen von drei Schiffchenverdampfern 3 je ein Stromversorgungsgerät 12 zu geordnet. Diese stromstarken vertikalen Plasmaentladungen 13 führen zur zusätzlichen Ioni sierung von Aluminiumdampf und Sauerstoff im gesamten Bereich zwischen Plasmaschirm 11 und Schiffchenverdampfern 3 und zur Beschleunigung der erzeugten positiven Ionen durch die Potentialdifferenz der vertikalen Plasmaentladung 13 in Richtung auf das Sub strat 1. Auf diese Weise werden am Substrat 1 Ionenstromdichten bis zu 20 mA/cm² und Ionenenergien bis zu 20 eV erreicht und es wird eine stengelstrukturfreie Schicht aus Alu miniumoxid abgeschieden.By applying a positive voltage to the Schiffchenverdampfer 3 via high-performance power supply device 12 between the plasma screen 11 high current as the cathode and serves as an anode boat evaporators 3 vertical plasma discharges 13 are ignited with discharge currents of the order of 100 A per Schiffchenverdampfer. 3 Groups of three boat evaporators 3 are each assigned a power supply device 12 . This powerful vertical plasma discharges 13 lead to additional ionization of aluminum vapor and oxygen in the entire area between the plasma screen 11 and boat evaporators 3 and to accelerate the positive ions generated by the potential difference of the vertical plasma discharge 13 in the direction of the substrate 1 . In this manner, 1 ion current densities of up to 20 mA / cm² and ion energies up to 20 eV reached to the substrate and there is deposited a columnar structure-free layer of aluminum miniumoxid.

Claims

1. A method for plasma-activated high-rate vapor deposition of large-area substrates, wherein the substrate is moved horizontally over an evaporator device and a plasma is generated between the evaporator device and the substrate, characterized in that electron beams are passed horizontally through a plurality of horizontally adjacent low-voltage electrons just below the substrate Entire substrate width extensive, flat-like plasma screen is generated high density and that between this horizontal plasma screen connected as a cathode and the evaporator device connected as anode one or more vertical plasma discharges are ignited.

2. The method according to claim 1, characterized in that to form the surfaces like plasma screen the low-voltage electron beams in hollow cathode arc sources be generated.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that a horizontal Magnetic field for guiding the low-voltage electron beams and increasing the pots tial difference of the vertical plasma discharges with a field strength of more than 0.5 kA / m is generated between the evaporator device and the substrate and its field line s run in the direction of the low-voltage electron beams.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that to achieve a homogeneous plasma density of the plasma screen perpendicular to the direction of movement of the The horizontal low-voltage electron beams by magnetic change fields of alternating magnetic deflection systems with deflection frequencies of preferential 50 Hz to 5 kHz can be deflected.

5. The method according to claim 1 to 2, characterized in that to achieve a homogeneous plasma density of the plasma screen perpendicular to the direction of movement of the Substrate when steaming with AC-heated boat evaporators the ho Rizontal low-voltage electron beams by the generated by the heating currents Alternating magnetic fields are deflected.

6. The method according to claim 1 and 2, characterized in that in the area of vertical plasma discharge an inhomogeneous, diverge towards the substrate vertical magnetic field for guiding the low-voltage electron beams and elevations hung the potential difference of the vertical plasma discharges with field strengths between between 0.5 and 50 kA / m is generated.