RU1816288C - Устройство дл ионно-плазменного нанесени многокомпонентных пленок в вакууме - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  нанесени  покрытий в вакууме и может быть использовано при производстве изделий в электронной , приборостроительной, оптической и других отрасл х промышленности. В устройстве требуема  стехиометри  достигаетс  при создании в пространстве непосредственно над мишенью требуемого количественного соотношени  атомов различных компонентов за счет определени  размеров колец по предложенной расчетной формуле, а однородность стехиометрии по всей поверхности обеспечиваетс  многократным дроблением колец из одного и того же компонента, разделенных кольцами из других компонентов. В устройстве кольцевые элементы располагают по распыл емой поверхности дискового элемента мишени. 2 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к технике нанесени  покрытий в вакууме, а именно к устройствам ионно-плазменного распылени  магнетронного типа и может быть использовано дл  нанесени  многокомпонентных пленок при производстве изделий в электронной , приборостроительной, оптической и других отрасл х промышленности.

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей и повышение точ- ности стехиометрического состава напыл емых пленок путем определени  расчетного соотношени  площадей распылени , размыкаемых компонентов на поверхности мишени.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем анод, катод с дисковой мишенью, образующие катодный узел, магнитную систему с двум  разноименными полюсными наконечниками замкнутой формы, один из которых размещен с зазором по контуру другого с нерабочей стороны мишени, при этом осева  лини  зазора представл ет собой два или более сшитых участков эвольвент, привод вращени  магнитной системы, средство охлаждени  катодного узла, мишень выполнена составной, при этом на рабочей стороне основы мишени, изготовленной из одного компонента состава, размещен по меньшей мере один соосный кольцевой диск, изготовленный из другого компонента состава, а внешний радиус 1-той кольцевой зоны распылени  определ етс  из выражени :

00

Ю 00 00

Ы

П

У R2- .k .3v@5

.tfft kl 5ic. ferV

l-1,2..p(1),

руктивмым. физическим и электрическим параметрам систем ионно-плазменного напылени  из за вки-прототипа.

Остальные исходные данные (количест- венное соотношение компонентов в пленке) вз ты из целей задачи получени  многокомпонентных покрытий, либо  вл ютс  справочными (k, m°, p ).

Отметим также, что данные, приведенные в за вке втаблицах 1 и2, подтверждены конкретными практическими расчетами и экспериментальными результатами.

Ниже дл  нагл дности приведен пример расчета возможных конструкций мишени с разной степенью дроблени  колец из одного и того же компонента дл  получени  трехкомпонентной пленки с заданным сте- хиометрическим составом:

AI58TI14SI28.

Здесь за основу мишени был вз т алюми- ний. Общие размеры мишени вз ты прежними (R 40 мм, г0 13,46 мм). Остальные исходные данные, а также результаты расчета приведены в таблице.

1. Общее количество колец мишени: 3 Преобразованна  стехиоиетрическа  формула:

Al58,oTil4,0 S 128,0

Результаты расчета: внутренние и внешние радиусы колец

го 13,46

П 26.20

г2 30,67

гз 40,00

В соответствии с преобразованной сте- хиометрической формулой кольцо с радиусами (го, п) выполнено из AI, (г}, га) -из Т|, (Г2, гз) - из Si.

Аналогична  расшифровка проводитс  и дл  результатов других нижеприведенных примеров,

2. Общее количество колец мишени: 4

Преобразованна  стехиометрическа 

формула:

A118,2 T114,0 Si28,0 AI39.8

Результаты расчета: внутренние и внешние радиусы колец

го 13,46

П-18,43

Г2 24,38

гз 35,40

Г4 40,00

З.1 Общее количество колец мишени: 5

Преобразованна  стехиометрическа  формула:

A111,7 T114.0 A119,3 Sl28,0 AI27.0

Результаты расчета: внутренние и внешние радиусы колец го-13,46

п-16.82

та- 23.18

гз 26,56

Г4 - 36,94

П 40,00

4. Общее количество колец мишени; 9

Преобразованна  стехиометрическа  формула:

,5Tis,3 ,o S 11.2 A111,6 Tiaj A 14.2 Sli6.8 A 16,7

Результаты расчета: внутренние и внешние радиусы колец

го 13,46

П - 15,42

Г2 1.8,26

гз - 20,30

щ. 26,00

гв - 27,88

re - 30,59

г 32.55

га 38,14

Г9 40,00

Разбиение нижних индексов исходной стехиометрической формулы должно производитьс  таким образом, чтобы получаемые размеры колец (ги, п) легко позвол ли их техническую реализацию.

На фиг. 1 показана конструкци  устройства , разрез; на фиг. 2 - составна  дискова  мишень.

Описание устройства в статике.

Устройство состоит из катода 1 с укрепленной на нем дисковой мишенью 2 и анода 3. Внутренн   полость катода 1 охлаждаетс  проточной водой (средство охлаждени  не показано). С нерабочей стороны мишени 2 расположена магнитна  система, состо ща  из магнитопровода 4 с расположенными на нем парными посто нными стержневыми магнитами 5, на которых за счет магнитных сил укреплены замкнутые разноименные полюсные наконечники 6 и7, расположенные с зазором 8 один относительно другого, при это полюсный наконечник 6 охватывает по контуру полюсный наконечник 7. Магнитопровод 4 соединен с приводом вращени  9.

Устройство крепитс  к рабочей камере с патрубком откачки и патрубком подачи рабочего газа, например, аргона (на черт, не показана).

Составна  дискова  мишень (показанна  на фиг. 1 и 2) дл  получени  двухкомпо- нентной пленки со стехиометрическим составом Ti3oW o выполнена следующим образом: основа мишени радиусом 50 мм изготовлена из вольфрама (W) толщиной 5 мм, на рабочей стороне основы мишени расположен соосный кольцевой диск толщиной 3 мм, изготовленный из титана (Ti) с внутренФиг 2