DE3801957A1 - Verfahren und einrichtung zur verdampfung mittels bogenentladungsverdampfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verdampfungsverfahren zur plasmagestützten Abscheidung von insbesondere Misch- oder Mehrfachschichten mittels Bogenentladungsverdampfern. Dabei bestehen die Misch- oder Mehrfachschichten aus einer Mischung bzw. der Aufeinanderfolge von Metall- und Metalloid­ verbindungskomponenten auf elektrisch leitfähigen Substraten. Derartige Schichten finden Anwendung bei ver­ schiedenartigen dekorativen und funktionellen Beschich­ tungen. Eine zugehörige Einrichtung betrifft die Nach­ fütterung von gleichem oder verschiedenem Verdampfungs­ material zum Bogenentladungsverdampfer.

Verfahren zur Herstellung von Misch- oder Mehrfachschichten mittels plasmagestützter Abscheidung sind in verschiedener Art bekannt. Für den sehr vorteilhaften Einsatz von Bogen­ entladungsverdampfern zur Schichtabscheidung sind die meisten Verdampfervarianten jedoch nicht einsetzbar. Der aufwendige Einsatz mehrerer seperater Bogenentladungsver­ dampfer wird in der Regel nicht akzeptiert.

Zur Nutzung nur eines Bogenentladungsverdampfers für die Abscheidung von Misch- oder Mehrfachschichten wurde in der DD-PS 2 46 571 vorgeschlagen, daß innerhalb des homo­ genen (äußeren) Plasmas ein Sputter-Target angeordnet ist und zum Zwecke der Zerstäubung auf ein Potential ge­ legt wird, welches variabel und regelmäßig höher negativ als das der Substrate ist.

Diese Lösung hat den Vorteil der einfachen technischen Realisierbarkeit. Andererseits ist die Sputterrate bei dieser Variante sehr gering. Dadurch wird die Variations­ breite im Mischungsverhältnis der Schichtkomponenten stark eingeschränkt. Weiterhin muß die Targetform der Form de Substrate angepaßt werden. Diese Forderung ist insbesondere bei rotierenden Substraten schwer zu realisieren, da auch der Target-Substrat-Abstand gering und möglichst konstant sein sollte, um günstige Beschichtungsergebnisse zu erzielen.

Nachfütterungseinrichtungen sind in der Vakuumbeschich­ tungstechnik allgemein bekannt. Für den Einsatz derartiger Einrichtungen innerhalb eines Plasmaraumes sind jedoch eine Vielzahl grundsätzlich nicht geeignet bzw. mit sehr hohem Aufwand verbunden. Für große Verdampfungsmengen hat sich vor allem die kontinuierliche Drahtzuführung zum Verdampfer durchgesetzt. Bei Elektronenstrahlverdampfern erfolgt das oft von unten durch den Verdampfertiegel hin­ durch (JP 58-39 919, C 23 C 13/12 oder JP 60-92 470, C 23 C 14/30). In ähnlicher Weise erfolgt die Nachfütte­ rung auch bei induktiver Verdampfung (US 44 06 252, C 23 C 13/12 oder EP 68 087, C 23 C 13/12). Diese, für die Ver­ dampfung großer Materialmengen sehr effektive Form ist auf jeweils ein Material begrenzt. Metallegierungen, deren Komponenten unterschiedliche Dampfdrücke besitzen, sind auf diese Weise nicht mit der eingestellten Zusam­ mensetzung verdampfbar. Zur Zuführung der einzelnen Le­ gierungskomponenten wurden deshalb Drahtfütterungsein­ richtungen (Schiller, Heisig: Bedampfungstechnik, Verlag Technik 1975) eingesetzt, bei denen das Verdampfungsmaterial bzw. einzelne Komponenten desselben in Drahtform von oben oder seitlich bis in den heißen Teil (Tiegel) des Ver­ dampfungssystem nachgeführt werden. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Verdampfung auch mehrerer Komponenten möglich, wobei allerdings die Zusammensetzung der legierten Schicht nur in geringem Umfang variiert werden kann, ins­ besondere dann, wenn es sich um Komponenten mit unter­ schiedlichen Dampfdrücken handelt. Allen dargestellten Varianten ist gemeinsam, daß das nachgeführte Metall das Potential des Tiegels annimmt und entweder auf Masse liegt oder entsprechend mit teilweise hohem Aufwand von diesem isoliert werden muß. Dies betrifft natürlich auch die Vorratseinrichtungen und Antriebssysteme. Für Bogenentladungsverdampfer sind keine konkreten Nach­ fütterungseinrichtungen bekanntgeworden. In der DE-OS 34 13 891, C 23 C 14/30 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Verdampfen von Material aus einer Vakuumbogenentladung beschrieben, bei der die Anode selbst verdampft wird und damit ständig nachgefüttert werden muß. Nach Zündung der Bogenentladung, evtl. mittels einer Zündelektrode, die die Katode berührt, erzeugt das ver­ dampfte Material der Anode gleichzeitig das Brennmedium. Auch bei dieser Einrichtung wird grundsätzlich nur ein Material zugeführt. Problematisch ist die Beherrschung des geschmolzenen Materials. Da keine entsprechende Halte­ einrichtung vorhanden ist, muß der Bogen so gesteuert werden, daß das Anodenmaterial unmittelbar nach dem Auf­ schmelzen auch verdampft wird. Die Prozeßführung, insbe­ sondere die Einstellung einer bestimmten Verdampfungsrate ist mit dieser Einrichtung sehr kompliziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verdampfung mehrerer verschiedener Materialien oder großer Mengen eines Materials mittels eines Bogenent­ ladungsverdampfers zu schaffen. Eine zugehörige Einrich­ tung soll die Nachfütterung von Verdampfungsmaterial für den Bogenentladungsverdampfer ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein gegenüber dem im Tiegel des Bogenentladungsverdampfers befindlichen Materials anderes Verdampfungsmaterial inner­ halb des äußeren Plasmas angeordnet und mit einem vari­ ablen Potential beaufschlagt wird. Je nach technologischem Erfordernis wird dabei ein solches Potential an das andere zusätzliche Material angelegt, daß aus dem äußeren Plasma Elektronen auf dieses Material mit solcher Energie und Stromdichte extrahiert werden, daß es zum Schmelzen oder zur Verdampfung dieses zusätzlichen Materials kommt. Der Bogenentladungsverdampfer wirkt dabei sowohl als Verdampfer des im Anodentiegels enthaltenen Materials, als auch als zentrale Ionisierungseinrichtung. Die positive Säule der Bogenentladung, die sich zwischen Katode und Anodentiegel ausbildet, ist umgeben von einem weiteren Plasma, welches eine geringere Ladungsträgerkonzentration als die positive Säule besitzt und durch die Bogenentladung hervorgerufen wird. Dieses Plasma geringerer Dichte wird als äußeres Plasma bezeichnet. Ein in das äußere Plasma eingebrachter und mit einer gesonderten Spannungsquelle verbundener elektrisch leitender Körper wirkt als Sonde im Plasma. Speziell ist es möglich, mit einem gegenüber dem Plasma­ potential positiven Potential an dieser Sonde, eine Elek­ tronenstrom aus dem äußeren Plasma zu extrahieren. Ist diese Sonde hinreichend positiv gegenüber dem Plasma, dann handelt es sich um einen Elektronensättigungsstrom, dessen Dichte ausschließlich von der Ladungsträgerdichte des äußeren Plasmas abhängig ist. Durch weitere Erhöhung des positiven Sondenpotentials wird somit lediglich die Ener­ gie der extrahierten Elektronen und nicht mehr deren Dichte erhöht.

Die Anordnung des zusätzlichen Materials als Sonde kann dabei innerhalb eines Sondentiegels erfolgen, oder in der noch zu erläuternden erfindungsgemäßen Nachfütterungs­ einrichtung.

Nachfolgend wird das Verfahren mit einem Sondentiegel erläutert. Die Sonde wird als Tiegel aus einem schwerschmelz­ baren Material, z. B. Wolfram, Molybdän, Tantal, herge­ stellt und mit dem als zweite Metallkomponente zur Schicht­ bildung dienendem Material gefüllt. Bei einer Ladungs­ trägerdichte von n ⁺ < 10¹⁷ m^-3 und einem Sondenpotential gegenüber dem Plasmapotential von U _So < 30 V, reicht die am Sondentiegel durch Elektronenstrom umgesetzte Energie von P < 30 Wcm^-2 aus, um Metalle wie Silber, Kupfer, Gold zu verdampfen.

Entsprechend der Sondenwirkung dieses Verdampfers ist die erreichbare Temperatur und damit die erreichbare Ver­ dampfungsrate durch Veränderung des positiven Potentials der Sonde und/oder durch Veränderung der Ladungsträger­ konzentration in dem äußeren Plasma variierbar. Diese Ladungsträgerdichteänderung ist durch Variation des Entladungsstromes des Bogenentladungsverdampfers oder durch Veränderung des räumlichen Verlaufes des Gasent­ ladungsbogens, z. B. durch magnetische Ablenkung, möglich.

Wesentlich für die Abscheidung qualitativ hochwertiger Schichten ist es, daß die Kondensation des Schichtmate­ rials unter einem ständigen Ionenbeschuß erfolgt. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be­ steht darin, daß das durch Elektronenstoß verdampfende Material durch diesen Elektronenstoß stark ionisiert wird und somit die Schichtbildung mit hoher kinetischer Energie der Metallpartikel erfolgen kann, die durch die Differenz zwischen Plasma- und Substratpotential be­ stimmt wird. Hervorgerufen wird diese Ionisierung dadurch, daß die Energie der aus dem Plasma extrahierten Elektronen mit 30 eV < U _e < 100 eV im Maximum der Ionisierungs­ wahrscheinlichkeit für die meisten Metalle liegt.

Bei der Anwendung dieses Verfahrens können zahlreiche Varianten realisiert werden. In bekannter Weise werden die Substrate vor der Beschichtung einer Ionenreinigung unterzogen. Dazu wird der Bogenentladungsverdampfer ge­ zündet und bei geringer Leistung eine Bogenentladung zwischen Katode und Verdampfungstiegel aufrechterhalten, ohne daß eine Verdampfung erfolgt, aber ein Plasma aus­ gebildet wird. Durch entsprechend negatives Potential an den Substraten werden die Ionen auf diese in dem Maße extrahiert, daß es zu Zerstäubungseffekten kommt. Danach kann unmittelbar die erfindungsgemäße Verfahrensführung anschließen. Wahlweise kann das schichtbildende Ver­ dampfungsmaterial im anodischen Verdampfertiegel des Bogenentladungsverdampfers und im Sondenverdampfer einzeln oder parallel in reaktiver oder nichtreaktiver Atmosphäre verdampft werden.

Wenn aus dem Sondenverdampfer kein Material verdampfen soll, wird der Sondentiegel während dieser Prozeßschrit­ te auf Floatingpotential gelegt, bei welchem Elektronen- und Ioneneinstrom gleich sind und keine Materialver­ dampfung erfolgt.

Wenn das Material nur aus dem Sondenverdampfer verdampft werden soll, wird die Leistung des Bogenentladungsver­ dampfers auf geringe Halteleistung eingestellt und evtl. abgeblendet, so daß keine Verdampfung erfolgt, aber das Plasma erhalten bleibt. Durch Erhöhung des positiven Potentials des Sondentiegels erfolgt die Extraktion auf die Tiegeloberfläche in der beschriebenen Weise, das Verdampfungsmaterial wird erwärmt, verdampft und in äquivalenter Weise, wie aus dem Bogenentladungsverdampfer, auf dem Substrat abgeschieden.

Bei der Herstellung von Mischschichten werden beide Ver­ dampfer gleichzeitig betrieben, bei Mehrfachschichten im erforderlichen Wechsel. Als Regelungsmittel bei Misch­ schichten erforderlicher Stöchiometrie dient in erster Linie die Variierung der verschiedenen Verdampfungs­ raten. Bei Anordnung mehrerer Sondenverdampfer im Plasma­ raum können auch Schichtsysteme aus mehr als zwei Ver­ dampfungsmaterialien hergestellt werden. Durch Variation der positiven Potentiale der einzelnen Sondentiegel ist sehr einfach die Verdampfungsrate einstellbar, so daß in einfacher Weise die Möglichkeit besteht, mittels komplizierte Schichtsysteme ganz gezielte Schichteigen­ schaften zu erzeugen.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß unter Nutzung nur eines bekannten Bogenentladungsver­ dampfers mit relativ geringem Aufwand mehrere Materialien verdampft werden können.

Wenn von einem Material größere Mengen verdampft werden sollen, kann unter Nutzung des vorgeschlagenen Verfahrens eine Nachfütterung realisiert werden. Erfindungsgemäß wird dazu das nachzufütternde Material drahtförmig inner­ halb des äußeren Plasmas der positiven Säule der Bogen­ entladung mit einem gegenüber dem Floatingpotential des Plasmas positivem Potential beaufschlagt und vertikal oberhalb des Anodentiegels der Bogenentladungseinrichtung zugeführt. Die Zuführung erfolgt dabei über iso­ lierte Austrittsdüsen.

Die Isolation des drahtförmigen Verdampfungsmaterials gegenüber der Austrittsdüse erfolgt in bekannter Weise durch Keramikelemente innerhalb eines optisch dichten Labyrinthsystems. Die Isolation gegenüber allen weiteren Halterungs- und Führungselementen kann durch übliche isolierende Materialien innerhalb eines metallischen Abschirmbehälters erfolgen. Die Zuführung des positiven Potentials erfolgt mittels einer gesonderten regelbaren Spannungsquelle.

Diese grundsätzliche Einrichtung kann wie folgt einge­ setzt werden. Wenn die Nachfütterung erfolgen soll, wird der Nachfütterungsdraht auf positives Potential gelegt und der Vorschub eingeschaltet. Mit dem Austritt des Verdampfungsmaterials aus der Austrittsdüse in das äußere Plasma der Bogenentladung wird das Verdampfungs­ material zur Sonde im Plasma. Es erfolgt dadurch eine Extraktion von Elektronen des äußeren Plasmas auf die Sondenoberfläche. Bei hinreichend hohem positiven Potential handelt es sich um einen Elektronensättigungs­ strom. Es wird dadurch möglich, die Energie der auf die Sonde auftreffenden Elektronen und damit die an der Sonde umgesetzte elektrische Leistung in weiten Grenzen mit dem positiven Potential zu variieren. Die im äußeren Plasma einer Bogenentladungsverdampferanordnung üblichen Elek­ tronenkonzentrationen führen bei einem Potential von +30 . . . 100 V gegenüber dem Floatingpotential zu Elektronenstromdichten von einigen A cm^-2. Dadurch er­ folgt eine schnelle Erwärmung des drahtförmigen Ver­ dampfungsmaterials, welches in der Folge schmilzt und in den Anodentiegel abtropft, ohne einen elektrischen Kontakt mit diesem zu besitzen. Das zugeführte Ver­ dampfungsmaterial vermischt sich im heißen Anodentiegel mit dem darin befindlichen Material und verdampft.

Mittels bekannter Vorschubsystems wird die Drahtnach­ führungsgeschwindigkeit geregelt. Bedingung dabei ist, daß kein Auftreffen des drahtförmigen Verdampfungsmate­ rials auf den Anodentiegel erfolgt, da sich dann sofort eine Bogenentladung auf den Tiegelpotential führenden Draht ausbildet und in unkontrollierbarer Weise der zu­ geführte Draht verdampfen würde. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß die Verdampfung des Materials aus dem Anodentiegel mittels Bogenentladung weiterhin ungestört und regelbar, unab­ hängig von einer Materialzuführung, verläuft. Es darf somit nur soviel Draht nachgeführt werden, wie durch die Elektronenbeschußheizung zum Schmelzen und Abtropfen ge­ bracht werden kann. Diese Geschwindigkeit ist durch ge­ eignete Wahl des positiven Potentials in Abhängigkeit von der Art des Verdampfungsmaterials, der Drahtstärke sowie den Parametern des äußeren Plasmas der Bogenentladung variierbar.

Wenn beim konkreten Einsatz die "vertikal" über dem Ver­ dampfertiegel der Bogenentladungseinrichtung vorgesehene Austrittsdüse stört, könnte diese auch seitlich ver­ schoben werde, wenn gesichert wird, daß das senkrecht abtropfende Material dennoch über eine Zuführungsrinne der Verdampfungseinrichtung dem Verdampfertiegel zu­ geführt wird. Das Prinzip kann auch zur Vermeidung von unerwünschten Spratzern beim Eintropfen in das Schmelz­ bad angewandt werden.

Wenn entsprechend der Aufgabenstellung verschiedene Materialien zugeführt werden sollen, dann ist es leicht möglich, entsprechend viele Zuführungseinrichtungen anzuordnen.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird das Einsatz­ gebiet der bekannten Hohlkatodenbogenverdampfer wesentlich erweitert. Mit relativ einfachen Mitteln können sehr große Verdampfungsmengen realisiert werden, es können aber auch beliebige Misch- und Mehrfachschichten realisiert werden. Ein besonderer Vorteil besteht auch bei der Verdampfung von Aluminium. Aus einem einfachen Bogenentladungsverdampfer kann Aluminium nur schwer oder gar nicht verdampft werden, da die isolierende Oxidhaut mittels der geringen Elektronenenergie (30 bis 50 eV) nicht durchbrochen wird. Bei Anwendung der Erfindung schmilzt der Aluminiumdraht und beim Auftreffen auf den Tiegel wird der Tropfen derart zerschlagen, daß der Elektronenstrom an metallisch reines Aluminium gelangen kann, was zur intensiven Verdampfung führt.

Nachfolgend soll die Erfindung an zwei Ausführungs­ beispielen näher erläutert werden.

Beispiel I betrifft die verfahrensgemäße Nutzung eines Sondenverdampfers.

Beispiel II betrifft die verfahrensgemäße Nutzung einer Nachfütterungseinrichtung.

Beispiel I

In einem Vakuumbehälter ist ein aus Hohlkatodensystem, Magnetsystem und Anodentiegel bestehender Hohlkatoden­ bogenentladungsverdampfer angeordnet. Außerhalb der positiven Säule der Bogenentladung befindet sich wie der Bogenentladungsverdampfer unter den Substraten eine als Verdampfertiegel ausgebildete Sonde, die isoliert aufge­ baut ist und mit dem positiven Pol einer Gleichspannungs­ quelle verbunden werden kann.

Im Prozeßschritt 1 wird die Bogenentladung zwischen Hohl­ katode und Anodentiegel in bekannter Weise unter Argon- Atmosphäre gezündet und über die Substrate die positiven Ionen aus dem äußeren Plasma extrahiert. Nach Ablauf die­ ses Ionenbeschußreinigungsprozesses wird im Prozeßschritt 2 die Leistung des Bogenverdampfers gesteigert und Titan aus dem Anodentiegel verdampft. Unter Anwesenheit von reaktivem Stickstoffgas erfolgt die Abscheidung einer Titannitrid (TiN)-Schicht auf die Substrate. Nach Errei­ chen einer TiN-Schichtdicke von 150 nm wird im Prozeß­ schritt 3 die Leistung des Bogenverdampfers auf eine Halteleistung von ca. 3 kW reduziert und der Bogen durch das Magnetsystem ausgelenkt. Infolge der dadurch ver­ längerten Entladungsstrecke steigt die Ladungsträgerkon­ zentration im äußeren Plasma auf 5 · 10¹⁷ m^-3 an. An den Sondentiegel wird über einen Begrenzungswiderstand eine positive Spannung von 90 V gegenüber Massepotential gelegt. Es fließt ein Elektronenstrom mit einer Strom­ dichte von 1 Acm^-2 zur Sonde und das als Verdampfungs­ material eingesetzte Gold verdampft unter starker Licht­ emission des sich bildenden Metalldampfplasmas.

Das verdampfte Gold scheidet sich auf dem Substrat mit der zuerst aufgebrachten TiN-Schicht unter Plasmabe­ dingungen ab. Eine Reaktion der reaktiven Stickstoff­ anteile in der Atmosphäre mit dem Edelmetall Gold tritt nicht ein. Beginn und Ende des Verdampfungsprozesses ist an der durch die Ionisierung des Golddampfes hervor­ gerufene Änderung des Entladungsstromes des Bogenent­ ladungsverdampfers erkennbar. Eine derart hergestellte Schicht kann sehr gut für dekorativ goldene Beschich­ tungen mit höherer Abriebfestigkeit eingesetzt werden. Bereits dünne Golddeckschichten, die auf harte TiN- Schichten mit nadelförmiger Struktur aufgebracht werden, sichern auch nach erheblicher abrasiver Belastung noch einen guten optischen goldenen Farbeindruck, obwohl das etwas grünliche, goldfarbene TiN durch die Golddeckschicht hindurchtritt.

Beispiel II

Die Zeichnung zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung in schematischer Darstellung innerhalb einer Chargenanlage.

Innerhalb einer Vakuumkammer befinden sich eine Hohl­ katodenbogenverdampfereinrichtung mit Katode 1 und Anode 2, wobei letztere dem Verdampfertiegel 3 be­ inhaltet. Diesem Verdampfer gegenüber, in der Vakuum­ kammer oben, sind auf einem Planetenträger 4 die Substrate 5 angeordnet. Die erfindungsgemäße Nach­ fütterungseinrichtung 6 besitzt ein auf Masse lie­ gendes Gehäuse 7 und die elektrisch isolierte Aus­ trittsdüse 8, durch welche von einer Vorratsrolle 9 das drahtförmige Nachfütterungsmaterial in den Plasma­ raum austritt. Im Beispiel wird die gesamte Vorrats­ rolle 9 bei Bedarf mit einer Spannung beauflagt. Die Lage der Öffnung der Austrittsdüse 8, das heißt die Stelle, wo beim Betrieb das Verdampfungsmaterial, welches nachgefüttert wird, schmilzt und abtropft, ist so festgelegt, daß das abtropfende Material 10 in den äußeren Bereich des Verdampfertiegels 3 fällt. Im Beispiel befindet sich Austrittsdüse 8 etwa 4 cm oberhalb des Verdampfertiegels und die Substrate 5 in einer mittleren Entfernung von 300 mm. Die austretende Schattenwirkung durch die Austrittsdüse 8 auf den Planetenträgern 4 ist relativ gering und kann ver­ nachlässigt werden. In der Zeichnung sind weiterhin angegeben mit 1 die positive Säule der Bogenentladung, 12 Bereich des äußeren Plasmas und mit 13 die Strom­ versorgungseinheit für die Vorratsrolle 9, ein­ schließlich der Vorschubeinrichtung.

Beispielhaft kann mit dieser Einrichtung, zu Verbesserung des Korrosionswiderstandes von Titannidrid-Schichten auf schneidenden Werkzeugen mit hoher Wärmebelastung, eine Legierung der Titannitrid-Schicht mit Aluminium reali­ siert werden. Dazu wird das Titan in bekannter Weise aus dem Verdampfertiegel 3 in einer reaktiven Atmos­ phäre verdampft und auf dem negativ vorgespannten Substraten 5 abgeschieden. Entsprechend der technolo­ gischen Vorgabe wird aus der Nachfütterungseinrichtung 6 durch die Austrittsdüse 8 Aluminiumdraht in das äußere Plasma 12 eingeführt, wobei der Aluminium­ draht (10) auf einem Potential von 60 V gegenüber Masse gelegt wird. Der Vorschub beträgt ca. 10 cm/s bei einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm. Unter diesen Bedingungen werden aus dem äußeren Plasma Elektronen auf den aus­ tretenden Aluminiumdraht extrahiert, dieser erwärmt und je eine Drahtlänge von etwa 3 mm tropft als Schmelze in den darunter angeordneten Verdampfungstiegel 3. Dort wird das Aluminium innerhalb des ca. 2200°C warmen Schmelzbades des Titan sofort verdampft und als Legie­ rungsanteil am Substrat 5 innerhalb der TiN-Schicht ab­ geschieden.

• Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen  1 Katode
   2 Anode
   3 Verdampfertiegel
   4 Planetenträger
   5 Substrate
   6 Nachfütterungseinrichtung
   7 Gehäuse
   8 Austrittsdüse
   9 Vorratsrolle
  10 abtropfendes Material
  11 positive Säule
  12 Bereich des äußeren Plasmas
  13 Stromversorgungseinheit

Claims (6)

1. Verfahren zur Verdampfung mehrerer verschiedener Mate­ rialien oder eines Materials in großen Mengen mittels Bogenentladungsverdampfer, gekennzeichnet, dadurch, daß gegenüber dem im Tiegel des Bogenentladungsverdampfers befindlichen Material ein weiteres Verdampfungsmaterial innerhalb des äußeren Plasmas angeordnet wird und Elektronen aus dem äußeren Plasma mit einer solchen Energie und Stromdichte auf das weitere Verdampfungsmaterial extrahiert werden, daß dieses schmilzt oder verdampft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das weitere Verdampfungsmaterial gegenüber Masse auf ein höheres positives Potential ge­ legt wird als der anodische Tiegel des Bogenentladungs­ verdampfers.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Potential des weiteren Ver­ dampfungsmaterials variiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Elektronenstromdichte auf das weitere Verdampfungsmaterial durch Veränderung des Bogenweges mittels magnetischer Felder variiert wird.

5. Einrichtung zur Verdampfung mehrerer verschiedener Materialien oder eines Materials in großen Mengen mittels eines Bogenentladungsverdampfers, gekenn­ zeichnet dadurch, daß das verschie­ dene oder weitere gleichartige Verdampfungsmaterial drahtförmig, mit einem gegenüber Floatingpotential des Plasmas positiven Potential, mittels bekannter Vorschub­ einrichtungen durch eine elektrisch isolierende Aus­ trittsdüse zugeführt wird, wobei sich die Austritts­ öffnung der Austrittsdüse innerhalb des äußeren Plasmas der positiven Säule der Bogenentladung und vertikal oberhalb des Verdampfertiegels des Bogenentladungsver­ dampfers befindet.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorschubgschwindigkeit und das Potential des Verdampfungsmaterials regelbar sind.