PL164663B1 - Źródło plazmy - Google Patents

Abstract

Źródło plazmy, składające się ze zbiornika próżniowego, wewnątrz którego znajduje się solenoid wraz z umieszczoną w nim katodą i anoda z układem inicjującym wyładowanie łukowe, znamienne tym, że posiada co najmniej dwie dodatkowe cewki sterujące (5) umieszczone niewspółosiowo w stosunku do osi katody (2).

Description

Przedmiotem wynalazku jest źródło plazmy urządzenia stosowanego głównie do nanoszenia warstw materiałów jedno- i wieloskładnikowych metodą łukowego rozpylania w próżni.

Źródło plazmy urządzenia do nanoszenia cienkich warstw jedno- i wieloskładnikowych znane jest np. z patentu USA nr 3 625 848. Składa się ono z katody o kształcie walca otoczonej stożkowatą anodą, na której zamocowany jest układ inicjujący wyładowanie łukowe. Anoda wraz z układem inicjującym oraz katoda podłączone są do biegunów stałoprądowego zasilacza niskiego napięcia i umieszczone są w zbiorniku próżniowym.

Znane są też konstrukcje źródeł, w których dla lokalizacji plazmy na czołowej powierzchni katody, stosowane są ekrany elektrostatyczne lub układy magnetyczne. Układ magnetyczny w tego typu rozwiązaniach, stanowi elektromagnes wykonany w postaci solenoidu, wewnątrz którego umieszczona zostaje rozpylana katoda. Solenoid ten wytwarza nad powierzchnią katody pole magnetyczne o wektorze indukcji magnetycznej skierowanej prostopadle do rozpylanej powierzchni katody.

Źródło plazmy według wynalazku posiada co najmniej dwie dodatkowe cewki sterujące umieszczone niewspółosiowo w stosunku do osi katody.

Korzystne jest, gdy cewki sterujące umieszczone są poza płaszczyzną rozpylanej powierzchni katody po stronie jej układu chłodzenia. Dodatkowe korzyści osiąga się, gdy czołowa powierzchnia katody ma kształt prostokątu lub wydłużonego owalu.

Zastosowanie rozwiązania według wynalazku pozwala na lepsze ukierunkowanie strumienia plazmy, oraz pełniejsze wykorzystanie materiału katody.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia źródło plazmy o katodzie cylindrycznej wyposażone w cewki sterujące oraz centralny solenoid.

Wewnątrz zbiornika próżniowego 1 umieszczona jest katoda 2 oraz stożkowa anoda 3 urządzenia. Katoda 2 wyposażona w układ chłodzenia 6 umieszczona jest wewnątrz solenoidu 4. Dodatkowo, poza płaszczyzną rozpylanej powierzchni katody, usytuowane są dodatkowe cewki sterujące 5.

Źródło działa w sposób następujący: Po odpompowaniu zbiornika próżniowego 1, do ciśnienia około 10 ³xlO⁴Pa pomiędzy katodą 2 i anodą 3 inicjowane jest za pomocą urządzenia inicjującego 7 wyładowanie łukowe. Solenoid 4 wytwarza nad powierzchnią katody 2, prostopadłe do niej pole magnetyczne o indukcji 5^10mT. Dodatkowe pole magnetyczne wytwarzają cewki sterujące 5 nad tym obszarem katody 2, pod którym są one umieszczone. W wyniku lokalnego zwiększenia pola magnetycznego nad częścią katody 2, następuje zwiększenie jej szybkości rozpylania. Poprzez kolejne załączanie cewek sterujących 5, można zmieniać położenie wyładowania łukowego, a tym samym sterować obszarem erozji katody 2.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Źródło plazmy, składające się ze zbiornika próżniowego, wewnątrz którego znajduje się solenoid wraz z umieszczoną w nim katodą i anoda z układem inicjującym wyładowanie łukowe, znamienne tym, że posiada co najmniej dwie dodatkowe cewki sterujące (5) umieszczone niewspółosiowo w stosunku do osi katody (2).
2. 2. Źródło według zastrz. 1, znamienne tym, że cewki sterujące (5) umieszczone są poza płaszczyzną rozpylanej powierzchni katody (2), po stronie jej układu chłodzenia (6).
3. 3. Źródło według zastrz. 1, znamienne tym, że czołowa powierzchnia katody (2) ma kształt prostokąta lub wydłużonego owalu.