PL161596B2 - Sposób reaktywnego napylania jonowego PL - Google Patents

Abstract

Sposób reaktywnego napylania jonowego zwlaszcza warstw zwiazków metali, polega- jacy na umieszczeniu w zbiorniku prózniowym quasi-zamknietego tygla, a w nim odparowy- wanego metalu, oraz podgrzaniu tegoz metalu do wysokiej temperatury, z jednoczesna jonizacja par metalu wyplywajacych przez dysze tygla w obecnosci gazu reakcyjnego wypelniajacego zbiornik prózniowy, znamienny tym, ze pary metalu jonizowane sa w obecnosci plazmy w obszarze wyladowania magnetronowego. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób reaktywnego napylania jonowego, zwłaszcza związków metali znajdujących zastosowanie do nanoszenia warstw odpornych na zużycie.

Znane są z publikacji I.Yamady i T.Takagi Current status of ionized - cluster beam techniques, Nuci.Instrum. and Meth. Phys.Res 1987 v.B 21, Nr 2-4, sposoby reaktywnego napylania jonowego. polegające na tym, że w komorze próżniowej umieszcza sie quasi-zamkniety tygiel, wyposażony w dyszą o małej średnicy. Wewnątrz tygla umieszcza sie materiał bedący substratem reakcji plazmo-chemicznej, najczęściej metal i całość nagrzewa się do wysokiej temperatury. W wyniku wytworzenia się w objętości tygla par metalu, których ciśnienie przewyższa średnio o cztery rzędy wartość ciśnienia panującego w komorze próżniowej, z dyszy tygla z szybkością naddźwiękową wypływa strumień par metalu, które wchodzą w reakcję chemiczną z gazem roboczym, wypełniającym komorę próżniową. W celu zwiększenia energii aktywacji atomów metalu tworzących strumień par i przyśpieszenia procesu tworzenia się związku, jonizuje się je dodatkowo wiązką elektronów oraz przyśpiesza w polu elektrycznym, wytworzonym pomiędzy tyglem a podłożem, mającym zwykle niewielki potencjał ujemny. Wadą sposobu jest konieczność dodatkowej jonizacji par metalu, wymuszająca użycie urządzeń elektronowiązkowych, co znacznie podwyższa koszt urządzenia realizującego opisany sposób.

Sposób reaktywnego napylania według wynalazku polega na tym, ze pary metalu jonizowane są w obszarze plazmy wyładowania magnetronowego.

Sposób według wynalazku będzie opisany bliżej na przykładzie wykonania umożliwiającym otrzymanie warstw węglika tytanu.

Wewnątrz zbiornika próżniowego umieszczono grafitowy tygiel, do którego wnętrza nasypano proszek tytanu, zajmujący około 2/3 objętości tygla. Na górną część tygla nakręcono pokrywę wykonaną w kształcie dyszy. Tygiel ustawiono na izolowanym pręcie wolframowym, tak, aby znalazł się w osi wnękowego magnetronowego urządzenia rozpylającego, po którego przeciwległej stronie umocowano podłoże spolaryzowane do napięcia - 170K

Po wytworzeniu w zbiorniku ciśnienia 10 pa, do jego wnętrza dostarczono acetylen i argon w stosunku 2:1 i w takiej ilości, ze ciśnienie całkowite w zbiorniku wyniosło 10 Pa. Na tygiel podano napięcie - 370 V, w celu wytworzenia we wnęce magnetronu obszaru plazm^y i po nagrzaniu t^ygla do temperatury o^ko^ło ²⁰⁰⁰°C prze^prowadzono ^proces osadzania w czasie około 10 min. W celu szybszego podgrzania materiału tygiel dodatkowo grzano oporowo. Zjonizowane atomy materiału odparowywanego w czasie przelotu przez obszar plazmy tworzyły węglik tytanu TiC, który osadzał się na powierzchni podłoża w postaci warstwy o strukturze drobnokrystalicznej.

Zaletą wynalazku jest możliwość wyeliminowania układu grzewczego, gdyż w wyniku rozpylania tygiel rozgrzewa się do wysokiej temperatury, natomiast wybite z powierzchni tygla atomy węgla są dodatkowym źródłem materiału tworzącej się warstwy.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób reaktywnego napylania jonowego zwłaszcza warstw związków metali, polegający na umieszczeniu w zbiorniku próżniowym quasi-zamkniętego tygla, a w nim odparowywanego metalu, oraz podgrzaniu tegoż metalu do wysokiej temperatury, z jednoczesną jonizacją par metalu wypływających przez dysze tygla w obecności gazu reakcyjnego wypełniającego zbiornik próżniowy, znamienny tym, ze pary metalu jonizowane są w obecności plazmy w obszarze wyładowania magnetronowego.