RU134931U1

RU134931U1 - Устройство для напыления пленок на подложки

Info

Publication number: RU134931U1
Application number: RU2013113318/02U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Николаевич Колокольцев; Валерий Яковлевич Никулин; Ирина Валерьевна Боровицкая; Павел Викторович Силин
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2013-11-27

Abstract

1. Устройство для напыления пленок на подложки, содержащее формирователь плазменного потока, вакуумную камеру, в которой размещены мишени, основание и крепежные элементы, отличающееся тем, что первая мишень расположена на основании с обеспечением расположения подложек по сторонам первой мишени под углом к основанию и обеспечением воздействия плазменного потока на поверхность указанной мишени, вторая мишень выполнена в виде пластинчатой диафрагмы с отверстием для вырезания центрального ядра плазменного потока и закреплена посредством крепежных элементов параллельно основанию с экранированием подложек от прямого воздействия плазменного потока с обеспечением воздействия турбулентного плазменного потока на упомянутые подложки.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстие во второй мишени выполнено круглой формы, первая мишень выполнена квадратной формы.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мишени выполнены из различных металлов.

Description

Устройство для напыления пленок на подложки

Полезная модель относится к области плазменной технологии нанесения покрытий и может быть использовано для напыления диэлектрических и металлизированных пленок на подложки.

Известно устройство для нанесения покрытия (патент РФ №2096933 МПК Н05Н 1/24; С23С 14/30 от 03.04.1996), содержащее вакуумную камеру с расположенными в ней твердым веществом и установочным элементом для обрабатываемого изделия, источник постоянного магнитного поля, систему напуска рабочего газа и электронную пушку, установленную с возможностью формирования электронного пучка для испарения твердого вещества, вакуумные сопротивления, при этом вакуумная камера выполнена с вакуумным отсеком, разделенным с упомянутой камерой упомянутыми сопротивлениями, при этом электронная пушка выполнена с системой катодов, обеспечивающих формирование не менее двух электронных пучков, и установлена в вакуумном отсеке с возможностью прохождения через вакуумные сопротивления по меньшей мере одного электронного пучка в зону расположения твердого испаряемого тела для поддержания процесса его испарения и по меньшей мере одного из числа остальных электронных пучков в зону обрабатываемого изделия для поддержания в ней процесса плазмообразования.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является известное устройство для ваккумно-плазменного нанесения неэлектропроводящих покрытий на изделия (подложки) в среде рабочего газа (патент РФ №2026417 МПК С23С 14/32 от 25.08.1992), содержащее вакуумную камеру подключенные к источнику электропитания интегрально-холодный катод и анод электродугового разряда и держатель для изделий, средство, экранирующее по меньшей мере часть поверхности анода от металлогазовой плазмы вещества катода и установленным внутри вакуумной камеры с зазором относительно нее, а держатель размещен между экранирующим средством и катодом, при этом анод выполнен в виде корпуса вакуумной камеры, средство экранирования является анодом, а экранированная часть анодной поверхности обращена в сторону корпуса вакуумной камеры.

Недостатком известных устройств являются недостаточная эффективность и ограниченные функциональные возможности.

Технический результат, заключающийся в устранении отмеченных недостатков, а именно в обеспечении возможности нанесения различных видов покрытий (неэлектропроводящих и электропроводящих пленок) с необходимыми свойствами, достигается в предлагаемом устройстве для напыления пленок, содержащем формирователь плазменного потока, вакуумную камеру, в которой размещены мишени, основание, подложки и крепежные элементы, тем, что первая мишень расположена на основании с обеспечением возможности воздействия плазменного потока на поверхность указанной мишени, вторая мишень выполнена в виде пластинчатой диафрагмы с отверстием, обеспечивающим вырезание центрального ядра плазменного потока и закреплена посредством крепежных элементов параллельно основанию с обеспечением возможности экранирования подложек от прямого воздействия плазменного потока, подложки расположены по сторонам первой мишени под углом к основанию с обеспечением возможности воздействия турбулентного плазменного потока на поверхности указанных подложек.

При этом отверстие во второй мишени выполнено с круглой формой, первая мишень выполнена с квадратной формой, а подложки расположены симметрично по сторонам квадратной мишени.

Для получения пленок с различными свойствами мишени выполнены из различных металлов.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показана функциональная схема устройства;

на фиг.2 представлен вид сверху на основание.

Устройство (фиг.1) содержит формирователь 1 плазменного потока с вакуумной камерой 2, в которой размещена конструкция, обеспечивающая взаимодействие плазменного потока с мишенями и напыление материала мишеней на подложки, состоящая из основания 3, мишеней 4, 5 и подложек 6. Элементы конструкции закреплены с помощью крепежных элементов (на чертежах не показаны). Устройство также содержит блок 7, предназначенный для управления работой устройства.

Первая мишень 4 закреплена на основании 3 с обеспечением возможности воздействия плазменного потока на поверхность указанной мишени (фиг.1), вторая мишень 5 выполнена в виде пластинчатой диафрагмы с отверстием 8, обеспечивающим вырезание центрального ядра плазменного потока и закреплена посредством крепежных элементов параллельно основанию 3.

При этом мишень 5 выполняет по существу роль экрана, поскольку обеспечивает экранирование подложек 6 от прямого воздействия плазменного потока. Подложки 6 расположены по сторонам первой мишени 4 под углом α к основанию 3 с обеспечением воздействия на поверхности подложек 6 возникающего в пространстве между мишенями турбулентного плазменного потока.

Отверстие 8 во второй пластинчатой мишени 5 выполнено с круглой формой. Первая мишень 4 может быть выполнена с квадратной формой, а подложки 6 расположены симметрично по сторонам мишени.

Для получения пленок с различными свойствами мишени 4 и 5 выполняются из различных металлов.

Устройство обеспечивает напыления тонких пленок на подложки 6 без повреждения их поверхности при воздействии плазменной струи высокой интенсивности на мишень.

Устройство работает следующим образом.

Формирователь 1 (фиг.1) создает в вакуумной камере 2 падающий плазменный поток 9 с размером внешней части сечения Ф_ВН. В плазменном потоке наиболее интенсивная центральная часть имеет размер центрального ядра Ф_Я..

Из плазменного потока отверстием 8 пластины 5 (экран-мишень) вырезается наиболее интенсивная часть Ф_Я., при этом менее интенсивная часть Ф_ВН. отсекается. Выделенная часть плазменного потока взаимодействует с мишенью 4. Пары материала затягиваются плазменным потоком в пространство между экраном пластиной 5 и основанием 3, на котором расположена мишень 4.

Взаимодействие плазменного потока Ф_Я. с мишенью 4 приводит к образованию паров материала, движущихся навстречу плазменному потоку. Возникает равновесная колоколообразная структура над поверхностью мишени 4. Вне плазменного потока Ф_Я. равновесие нарушается и пары материала мишеней распространяются вдоль поверхности мишени 4 в стороны. В области подложек 6 происходит турбулентное смешение плазменного потока и паров материала мишеней 4 и 5. Регулируя угол наклона α подложек 6 и расстояние между пластинами 3 и 5 добиваются оптимального качества напыления пленок.

Напыление пленок проводится при низком вакууме 1-2 Торр.

Устройство обеспечивают осаждение композитных пленок различных составов путем использования мишеней из различных материалов и плазмообразующих газов в импульсном источнике плазмы.

Изменение угла наклона α наклонной пластины мишени 4 позволяет регулировать градиент плотности пленок вдоль поверхности подложек, добиваясь получения достаточно однородных пленок.

Для формирования потока плазмы в устройстве использовалась установка «Плазменный фокус». Проведенные испытания показали надежную работу устройства, которое по сравнению с известными устройствами обеспечило расширенные возможности для получения диэлектрических и металлизированных пленок с различными свойствами.

Claims

1. Устройство для напыления пленок на подложки, содержащее формирователь плазменного потока, вакуумную камеру, в которой размещены мишени, основание и крепежные элементы, отличающееся тем, что первая мишень расположена на основании с обеспечением расположения подложек по сторонам первой мишени под углом к основанию и обеспечением воздействия плазменного потока на поверхность указанной мишени, вторая мишень выполнена в виде пластинчатой диафрагмы с отверстием для вырезания центрального ядра плазменного потока и закреплена посредством крепежных элементов параллельно основанию с экранированием подложек от прямого воздействия плазменного потока с обеспечением воздействия турбулентного плазменного потока на упомянутые подложки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстие во второй мишени выполнено круглой формы, первая мишень выполнена квадратной формы.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мишени выполнены из различных металлов.