PL218274B1 - Wyrzutnia magnetronowa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wyrzutnia magnetronowa z modułem termoelektrycznym, służąca jako urządzenie rozpylające do napylania bądź reaktywnego napylania magnetronowego i znajduje zastosowanie przy nanoszeniu powłok metalicznych, półprzewodnikowych i dielektryków na różnego rodzaju podłożach, metodą rozpylania jonowego.

Znana planarna wyrzutnia magnetronowa do napylania posiada katodę w postaci płaskiej tarczy, która stanowi szczelne zamknięcie obudowy katody, zawierające wewnątrz układ źródeł pola magnetycznego (najczęściej magnesów stałych lub elektromagnesów).

Z polskiego opisu patentowego nr 150 534, znane jest magnetronowe urządzenie rozpylające, które ma zbiornik próżniowy, wewnątrz którego znajduje się anoda i chłodzona wodą katoda, której układ magnetyczny wykonany jest z koncentrycznie rozmieszczonych magnesów pierścieniowych wewnętrznego i zewnętrznego, pomiędzy którymi znajduje się co najmniej jeden magnes mający wycięcie promieniowe, w którym usytuowany jest magnes o biegunowości zgodnej z biegunowością magnesu zewnętrznego i wewnętrznego.

Również z polskiego opisu patentowego nr 159 242 znana jest wyrzutnia magnetronowa, przeznaczona do zastosowana w szczególności jako źródło próżniowego napylania cienkich warstw jednoi wieloskładnikowych. Wyrzutnia ta składa się z magnetycznego obwodu i zespołu wysokonapięciowej elektrody, chłodzonej wodą. Elektroda jest połączona z korpusem. Płyta elektrody ma centralnie wbudowaną wkładkę, stanowiącą nabiegunnik magnetyczny.

Powszechnie stosowany sposób chłodzenia wyrzutni magnetronowej polega na tym, że obudowa katody ma również zamknięcie z drugiej strony, od której do jej wnętrza doprowadzony jest czynnik chłodzący (najczęściej woda) na nierozpylaną powierzchnię katody. Wadą tego sposobu jest to, że wymagany jest cały układ chłodzenia katody w zamkniętym bądź otwartym obiegu czynnika chłodzącego, a także to, że obieg medium chłodniczego wymaga szczelnej izolacji próżniowej co może powodować osłabienie pola magnetycznego na powierzchni katody, poprzez odsunięcie jej od źródła pola magnetycznego. Występowanie medium chodzącego wiąże się także z możliwością wystąpienia wycieku cieczy do komory próżniowej spowodowany ewentualną nieszczelnością.

W znanych patentach WO 2004023515 A1 oraz US 5333726 A poruszane jest zagadnienie biernego odprowadzania ciepła z katody np. przez nałożoną warstwę diamentopodobną warstwę węglową DLC (WO 2004023515 A1) lub specjalny pierścień z materiałów o wysokim przewodnictwie cieplnym.

Istotą wynalazku jest zastosowanie aktywnego sposobu chłodzenia katody magnetronowej przy użyciu modułu termoelektrycznego. Wyrzutnia magnetronowa według wynalazku charakteryzuje się tym, że ciepło wydzielane na katodzie magnetronowej podczas pracy wyrzutni odbierane jest w sposób aktywny za pomocą modułu termoelektrycznego poprzez rdzeń katody. Ciepło odprowadzone przez moduł termoelektryczny obierane jest przez radiator chłodzony powietrzem.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony na rysunku, który przedstawia schemat ideowy przykładowego rozwiązania planarnej wyrzutni magnetronowej chłodzonej modułem termoelektrycznym.

Wyrzutnia magnetronowa składa się z radiatora 1 przymocowanego do modułu termoelektrycznego 2. Zimna strona modułu przymocowana jest do metalicznego rdzenia 3, katody, który jest odizolowany od anody 5 za pomocą cylindrycznej osłony z materiału izolacyjnego 4 i pierścieni dystansowych 10 wykonanych z materiału izolacyjnego stanowiących zarazem docisk mocujący katodę magnetronową wykonaną z rozpylanego materiału 9. Układ magnetyczny oparty jest na ferromagnetycznym rdzeniu 6 oraz na magnesie w formie pierścienia 7 i walca 8, bezpośrednio do których dociskana jest katoda magnetronowa 9. Wysokie napięcie doprowadzone jest do rdzenia 3 katody z zasilacza Z 11.

Claims (2)

1. Wyrzutnia magnetronowa wyposażona w układ magnetyczny oparty na ferromagnetycznym rdzeniu oraz magnesie i katodzie, znamienna tym, że rdzeń (3) katody magnetronowej ma przymocowany moduł termoelektryczny (2) wraz z radiatorem (1), przy czym zimna strona modułu termoelektrycznego (2) przymocowana jest do metalicznego rdzenia (3) katody, który jest odizolowany od anody (5) za pomocą cylindrycznej osłony (4) z materiału izolacyjnego oraz pierścieni dystansowych (10) wykonanych z materiału izolacyjnego.

PL 218 274 B1

2. Wyrzutnia magnetronowa według zastrz. 1, znamienna tym, że pierścienie dystansowe (10) stanowią zarazem docisk mocujący rdzeń (3) katody magnetronowej z katodą (9) magnetronową wykonaną z rozpylanego materiału zaś układ magnetyczny oparty jest na ferromagnetycznym rdzeniu (6) oraz na magnesie w formie pierścienia (7) i/lub walca (8), bezpośrednio do których dociskana jest katoda (9) magnetronowa.