RU2261496C1 - Mosaic target for ion-plasma application of multicomponent film coatings and its manufacturing process - Google Patents
Mosaic target for ion-plasma application of multicomponent film coatings and its manufacturing process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2261496C1 RU2261496C1 RU2004101974/02A RU2004101974A RU2261496C1 RU 2261496 C1 RU2261496 C1 RU 2261496C1 RU 2004101974/02 A RU2004101974/02 A RU 2004101974/02A RU 2004101974 A RU2004101974 A RU 2004101974A RU 2261496 C1 RU2261496 C1 RU 2261496C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- target
- elements
- base
- matrix
- powders
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области технологии получения тонких пленок и может быть использовано при нанесении многокомпонентных пленочных покрытий для электронной, атомной и других областей науки и техники.The invention relates to the field of technology for producing thin films and can be used when applying multicomponent film coatings for electronic, atomic and other fields of science and technology.
Известны мозаичные мишени, состоящие из монолитной основы с закрепленными на ее распыляемой поверхности монолитными вставками различных компонентов [1]. Поскольку вставки из разнородных материалов распыляются с разными скоростями, то получаемые с помощью этих мишеней пленочные покрытия имеют избыток одних компонентов и недостаток других, что ухудшает характеристики покрытий.Known mosaic targets, consisting of a monolithic base with monolithic inserts of various components fixed on its sprayed surface [1]. Since inserts from dissimilar materials are sprayed at different speeds, the film coatings obtained using these targets have an excess of some components and a lack of others, which affects the performance of the coatings.
Наиболее близким техническим решением является мозаичная мишень, состоящая из плоской матрицы, установленной на охлаждаемом основании, и размещенных на матрице вставок из напыляемых разнородных материалов, заглубленных и/или выступающих относительно поверхности других элементов мишени [2]. Такая мишень позволяет выравнивать скорости распыления составляющих ее разнородных компонентов лишь на верхнем уровне их плотности, а значит с ее помощью нельзя увеличить общую скорость распыления мишени. Кроме того, такая мишень имеет максимальную линейную неравномерность распределения по ее поверхности составляющих компонентов, что ограничивает ее использование для получения однородных по площади многокомпонентных пленочных покрытий.The closest technical solution is a mosaic target, consisting of a flat matrix mounted on a cooled base, and inserts on the matrix of sprayed dissimilar materials buried and / or protruding relative to the surface of other target elements [2]. Such a target makes it possible to equalize the sputtering rates of heterogeneous components of its constituents only at the upper level of their density, which means that with its help it is impossible to increase the total sputtering speed of the target. In addition, such a target has a maximum linear uneven distribution of constituent components over its surface, which limits its use to obtain multicomponent film coatings uniform in area.
Известен способ изготовления мозаичной мишени [2], заключающийся в изготовлении элементов мишени и охлаждаемого основания, сборке элементов мишени и установке ее на основании. Недостатками такого способа являются не только необходимость предварительного формообразования вставок распыляемых материалов с помощью механической или термической обработки, но и применение отдельной операции сборки элементов мишени, требующей использования дополнительных механических операций или прессования. Кроме того, смена состава такой мишени трудоемка и требует значительного времени.A known method of manufacturing a mosaic target [2], which consists in the manufacture of elements of the target and the cooled base, the assembly of the elements of the target and installing it on the base. The disadvantages of this method are not only the need for preliminary shaping of the inserts of the sprayed materials using mechanical or heat treatment, but also the use of a separate operation of the assembly of the target elements, requiring the use of additional mechanical operations or pressing. In addition, changing the composition of such a target is laborious and requires considerable time.
Техническим результатом изобретения является повышение производительности напыления за счет придания элементам мишени низких плотностей и повышение качества многокомпонентных пленок путем соотнесения этих плотностей со свойствами материалов и обеспечения плавного перехода этих плотностей на границах соприкосновения элементов мишени. Техническим результатом изобретения также является снижение трудозатрат и времени изготовления мишени путем упрощения ее устройства и совмещения отдельных производственных операций.The technical result of the invention is to increase the spraying performance by imparting low densities to the target elements and improving the quality of multicomponent films by correlating these densities with the properties of the materials and ensuring a smooth transition of these densities at the borders of contact of the target elements. The technical result of the invention is also to reduce labor costs and time of manufacture of the target by simplifying its structure and combining individual production operations.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной мишени матрица одновременно является верхней частью охлаждаемого основания, а элементы из различных материалов представляют собой порошки, имеющие различный гранулометрический состав. Известно, что скорость распыления материалов дописывается выражением [3]:The specified technical result is achieved by the fact that in the known target the matrix is simultaneously the upper part of the cooled base, and the elements of various materials are powders having different particle size distribution. It is known that the spraying rate of materials is added by the expression [3]:
где ju - плотность ионного тока;where j u is the ion current density;
Sр - коэффициент распыления материала;S p - the atomization coefficient of the material;
Na - число Авогадро;N a is the Avogadro number;
Ма - атомная масса материала мишени;M a is the atomic mass of the target material;
е - заряд электрона;e is the electron charge;
ρ - плотность распыляемого материала мишени.ρ is the density of the sprayed target material.
Коэффициент распыления Sp может быть определен из выражения [3]:The sputtering coefficient Sp can be determined from the expression [3]:
где Мu - атомная масса ионов газа;where M u is the atomic mass of gas ions;
Еu - энергия падающих ионов;E u is the energy of the incident ions;
Еc - энергия сублимации атомов мишени;E c is the sublimation energy of the target atoms;
α - безразмерный параметр, зависящий от Ма/Мu.α is a dimensionless parameter depending on M a / M u .
Плотность порошка распыляемого материала мишени ρ можно найти из выражения [4]:The density of the powder of the sprayed target material ρ can be found from the expression [4]:
где k - коэффициент, учитывающий форму частиц;where k is a coefficient taking into account the shape of the particles;
Sуд - удельная поверхность порошка;S beats - specific surface of the powder;
d - средний размер диаметра эквивалентной сферы частиц.d is the average diameter of the equivalent sphere of particles.
Чтобы получать качественные многокомпонентные пленки без избытка или недостатка каких-либо распыляемых элементов, нужно обеспечить их одинаковые скорости распыления. Поэтому можно записать:In order to obtain high-quality multicomponent films without an excess or lack of any sprayed elements, it is necessary to ensure their uniform spraying speeds. Therefore, you can write:
с учетом (1), (2) и (3) выражение (4) можно представить в следующем виде:taking into account (1), (2) and (3), expression (4) can be represented in the following form:
Из выражения (5) можно получить соотношение для гранулометрических составов порошков элементов мишени:From expression (5), we can obtain the ratio for the particle size distribution of powders of target elements:
где k1, ki - коэффициент, учитывающий форму частиц базового и i-го элемента соответственно;where k 1 , k i - coefficient taking into account the particle shape of the base and i-th element, respectively;
Sуд1, Sудi - удельная поверхность порошка базового и i-го элемента соответственно;S ud1 , S udi - specific surface area of the powder of the base and ith elements, respectively;
d1, di - средний размер диаметра эквивалентной сферы частиц базового и i-го элемента соответственно;d 1 , d i - the average size of the diameter of the equivalent sphere of particles of the base and i-th element, respectively;
Мa1, Мai - атомная масса базового и i-го элемента соответственно;M a1 , M ai - atomic mass of the base and i-th element, respectively;
Мu - атомная масса ионов газа;M u is the atomic mass of gas ions;
Еc1, Еci - энергия сублимации базового и i-го элемента соответственно;E c1 , E ci - the sublimation energy of the base and i-th element, respectively;
α1, αi - безразмерный параметр базового и i-го элемента соответственно, зависящий от Мa/Мu.α 1 , α i - dimensionless parameter of the base and i-th element, respectively, depending on M a / M u .
Выражение (6) показывает, в каком соотношении должны находиться гранулометрические составы порошков элементов мишени, чтобы они обеспечивали одинаковую скорость распыления составляющих компонентов.Expression (6) shows the ratio of the particle size distribution of the powders of the target elements so that they provide the same spray rate of the constituent components.
Указанный технический результат достигается также тем, что в известной мишени элементы из различных материалов плавно переходят друг в друга на границах их соприкосновения.The specified technical result is also achieved by the fact that in the known target elements from various materials smoothly pass into each other at the boundaries of their contact.
На фиг.1 представлена оценка линейной неравномерности распределения составляющих компонентов мишени. Она основана на оценке площадей под ломаными 1 и 2. Когда линейный состав элементов мишени изменяется ступенчато (резкий переход), то линейная неравномерность распределения компонентов составляет 100%, поэтому для площади под такой ломаной (ломаная 1) можно записать:Figure 1 presents an estimate of the linear uneven distribution of the constituent components of the target. It is based on the estimation of the areas under
где а - высота углубления мишени;where a is the height of the recesses of the target;
b - ширина ячейки мишени.b is the width of the target cell.
Когда линейный состав элементов мишени изменяется плавно на границах их соприкосновения, то для площади под такой ломаной (ломаная 2) можно записать:When the linear composition of the target elements changes smoothly at the boundaries of their contact, then for the area under such a broken line (broken line 2), we can write:
где х - линейная неравномерность распределения элементов;where x is the linear uneven distribution of elements;
b - ширина ячейки мишени с переходными зонами по краям;b is the width of the target cell with transition zones at the edges;
h - ширина ячейки элемента мишени без переходных зон.h is the cell width of the target element without transition zones.
Принимая во внимание, что b=h+2c, где с - ширина переходной зоны, а А - ширина ячейки элемента мишени, и решая пропорцию, составленную на основе (7) и (8) для линейной неравномерности распределения составляющих компонентов мозаичной мишени, получим:Taking into account that b = h + 2c, where c is the width of the transition zone, and A is the cell width of the target element, and solving the proportion based on (7) and (8) for the linear uneven distribution of the components of the mosaic target, we obtain :
Выражение (9) позволяет обеспечить снижение линейной неравномерности распределения составляющих компонентов по поверхности мозаичной мишени за счет изменения ширины зон плавного перехода.Expression (9) allows to reduce the linear uneven distribution of component components over the surface of the mosaic target by changing the width of the zones of smooth transition.
Таким образом, мозаичная мишень для ионно-плазменного нанесения многокомпонентных пленочных покрытий представляет собой матрицу, являющуюся верхней частью охлаждаемого основания, в углублении которой находятся порошковые элементы, гранулометрический состав которых зависит от свойств элементов в соответствии с формулой (6), причем эти элементы плавно переходят друг в друга на границах их соприкосновения, обеспечивая снижение линейной неравномерности их распределения по поверхности мишени в соответствии с формулой (9).Thus, the mosaic target for ion-plasma deposition of multicomponent film coatings is a matrix, which is the upper part of the cooled base, in the recess of which there are powder elements, the particle size distribution of which depends on the properties of the elements in accordance with formula (6), and these elements smoothly pass to each other at the boundaries of their contact, providing a decrease in the linear unevenness of their distribution over the target surface in accordance with formula (9).
Указанный технический результат достигается еще тем, что в известном способе изготовления мозаичной мишени элементы мишени выполняют последовательным или одновременным насыпанием порошков компонентов, гранулометрический состав которых изготавливают или подбирают в соответствии с (6), в углубление матрицы, изготавливаемой в виде верхней части охлаждаемого основания, используя при этом приспособление, выполненное в виде сквозной решетки с плотно входящим в это углубление контуром, а после засыпки удаляют приспособление, причем это приспособление обеспечивает снижение линейной неравномерности распределения составляющих компонентов по поверхности мишени в соответствии с (9). По мере удаления приспособления порошки элементов мишени (снизу вверх) постепенно переходят друг в друга на границах их соприкосновения, а ширина каждой переходной зоны равна ширине перегородки решетки приспособления.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of manufacturing a mosaic target, the target elements are performed by sequential or simultaneous pouring of powders of components, particle size distribution of which are made or selected in accordance with (6), into the recess of the matrix, made in the form of the upper part of the cooled base, using while the device is made in the form of a through lattice with a contour tightly entering this recess, and after filling the device is removed, and this with EFFECT: reduced linear uneven distribution of component components over the target surface in accordance with (9). As the device is removed, the powders of the target elements (from bottom to top) gradually pass into each other at the boundaries of their contact, and the width of each transition zone is equal to the width of the partition lattice of the device.
Указанный технический результат достигается еще и тем, что в известном способе изготовления мозаичной мишени сборку элементов мишени проводят на охлаждаемом основании.The specified technical result is also achieved by the fact that in the known method of manufacturing a mosaic target, the assembly of the target elements is carried out on a cooled base.
Таким образом, предлагаемая конструкция мозаичной мишени позволяет сократить количество операций ее изготовления и трудоемкость этих операций при одновременном обеспечении снижения линейной неравномерности распределения составляющих компонентов по поверхности мишени и увеличения скорости нанесения многокомпонентных пленочных покрытий. Это позволяет сделать вывод, что заявленные технические решения связаны между собой единым изобретательским замыслом.Thus, the proposed design of the mosaic target allows to reduce the number of operations of its manufacture and the complexity of these operations while simultaneously reducing linear uneven distribution of component components over the surface of the target and increasing the speed of applying multicomponent film coatings. This allows us to conclude that the claimed technical solutions are interconnected by a single inventive concept.
Сопоставительный анализ признаков, изложенных в предложенном техническом решении, с признаками прототипов показывает, что заявляемая мишень отличается от прототипа тем, что матрица одновременно является верхней частью охлаждаемого основания, а элементы из различных материалов представляют собой порошки различного гранулометрического состава в зависимости от свойств этих материалов в соответствии с (6), эти элементы плавно переходят друг в друга на границах их соприкосновения, обеспечивая снижение линейной неравномерности их распределения по поверхности мишени в соответствии с (9), а способ изготовления мишени отличается тем, что элементы мишени выполняют последовательным или одновременным насыпанием порошков компонентов, гранулометрический состав которых изготавливают или подбирают в соответствии с (6), в углубление матрицы, используя при этом приспособление, выполненное в виде сквозной решетки с плотно входящим в это углубление контуром, а после засыпки удаляют приспособление, причем это приспособление обеспечивает снижение линейной неравномерности распределения составляющих компонентов по поверхности мишени в соответствии с (9), а сборку элементов мишени проводят на охлаждаемом основании. Все это говорит о соответствии технических решений критерию «новизна».A comparative analysis of the features set forth in the proposed technical solution with the features of the prototypes shows that the claimed target differs from the prototype in that the matrix is simultaneously the upper part of the cooled base, and the elements of various materials are powders of different particle sizes depending on the properties of these materials in According to (6), these elements smoothly pass into each other at the boundaries of their contact, providing a decrease in the linear unevenness of their distribution the surface of the target in accordance with (9), and the method of manufacturing the target is characterized in that the elements of the target are performed by sequential or simultaneous pouring of powders of components, particle size distribution of which are made or selected in accordance with (6), into the recess of the matrix, using the device made in the form of a through lattice with a contour tightly entering this recess, and after filling the device is removed, and this device reduces linear distribution unevenness tions of the components of the target surface according to (9), and the assembly of elements carried on a cooled target basis. All this indicates the compliance of technical solutions with the criterion of "novelty."
Сравнение заявленных технических решений с другими техническими решениями в данной области техники показало, что мишень с матрицей, одновременно являющейся верхней частью охлаждаемого основания, и элементами, имеющими различный гранулометрический состав в зависимости от их свойств в соответствии с (6) и плавно переходящими друг в друга на границах их соприкосновения, обеспечивая снижение линейной неравномерности их распределения по поверхности мишени в соответствии с (9), изготавливаемая последовательным или одновременным насыпанием порошков компонентов, гранулометрический состав которых изготавливают или подбирают в соответствии с (6), в углубление матрицы, используя при этом приспособление, выполненное в виде сквозной решетки с плотно входящим в это углубление контуром и удаляемое после засыпки, причем приспособление обеспечивает снижение линейной неравномерности распределения составляющих компонентов по поверхности мишени в соответствии с (9), при сборке элементов мишени на охлаждаемом основании, неизвестна. Кроме того, совокупность существенных признаков позволяет обнаружить у заявляемых решений иные, в отличии от известных, свойства, к числу которых можно отнести следующие:A comparison of the claimed technical solutions with other technical solutions in this technical field showed that the target with the matrix, which is simultaneously the upper part of the cooled base, and elements having different particle size distribution depending on their properties in accordance with (6) and smoothly passing into each other at the boundaries of their contact, providing a decrease in the linear unevenness of their distribution over the target surface in accordance with (9), made by sequential or simultaneous pouring powders of components whose granulometric composition is manufactured or selected in accordance with (6), into the cavity of the matrix, using a device made in the form of a through lattice with a contour tightly inserted into this cavity and removed after filling, and the device reduces linear uneven distribution of components components on the surface of the target in accordance with (9), when assembling the elements of the target on a cooled base, is unknown. In addition, the combination of essential features allows you to detect other properties, in contrast to the known properties, of the claimed solutions, which include the following:
- обеспечение увеличения скоростей распыления элементов путем их изготовления в виде непрессованных порошков;- providing an increase in the spraying speed of the elements by their manufacture in the form of unpressed powders;
- обеспечение диапазона скоростей распыления элементов варьированием их гранулометрических составов;- providing a range of spraying speeds of elements by varying their particle size distribution;
- обеспечение снижения линейной неравномерности распределения составляющих компонентов по поверхности мишени плавным переходом этих компонентов друг в друга на границах их соприкосновения;- ensuring the reduction of linear uneven distribution of component components over the target surface by a smooth transition of these components into each other at the boundaries of their contact;
- возможность использования материалов, которые нельзя подвергать механической и термической обработке, и материалов, которые быстро окисляются на воздухе;- the possibility of using materials that cannot be subjected to mechanical and thermal processing, and materials that are rapidly oxidized in air;
- обеспечение снижения трудозатрат и времени изготовления мишени путем изготовления матрицы в виде верхней части охлаждаемого основания и сборки элементов мишени на охлаждаемом основании с помощью приспособления.- ensuring the reduction of labor costs and time of manufacture of the target by manufacturing the matrix in the form of the upper part of the cooled base and the assembly of the target elements on the cooled base using the device.
Таким образом, иные, в отличие от известных, свойства, присущие предложенным техническим решениям, доказывают наличие существенных отличий, направленных на достижение технического результата.Thus, other, in contrast to the known, properties inherent in the proposed technical solutions, prove the presence of significant differences aimed at achieving a technical result.
Промышленная применимость предложенного технического решения наглядно продемонстрирована изложенным ниже примером.The industrial applicability of the proposed technical solution is clearly demonstrated by the example below.
На фиг.2, 3, 4, 5, 6 приведены пояснения примера конкретного выполнения технического решения. На фиг.2 показана фронтальная проекция мозаичной мишени, предназначенной для нанесения пленочного покрытия из нихрома, на фиг.3 - разрез этой же мишени. На фиг.4 и 5 показано приспособление для изготовления многокомпонентной мозаичной мишени, а на фиг.6 показан увеличенный разрез зоны плавного перехода разнородных порошков друг в друга на границе их соприкосновения.Figure 2, 3, 4, 5, 6 are explanations of an example of a specific implementation of the technical solution. Figure 2 shows the frontal projection of the mosaic target, intended for applying a film coating of nichrome, figure 3 is a section of the same target. Figures 4 and 5 show a fixture for manufacturing a multicomponent mosaic target, and Fig. 6 shows an enlarged section of the zone of smooth transition of dissimilar powders into each other at the border of their contact.
Предлагаемая мозаичная мишень для ионно-плазменного нанесения пленочного покрытия из нихрома и способ ее изготовления реализуются следующим образом.The proposed mosaic target for ion-plasma deposition of a nichrome film coating and a method for its manufacture are implemented as follows.
Для распыления использовали сбалансированный магнетрон квадратной формы с размером 80х80 мм. Верхняя часть охлаждаемого основания мишени магнетрона была изготовлена в виде имеющей углубление 60×60×5 мм матрицы 1 (фиг.2, 3). Изготовление охлаждаемого основания выполняли из стали марки 12Х18Н10Т, обеспечивающей высокую коррозионную стойкость и жесткость конструкции.For spraying, a balanced square-shaped magnetron with a size of 80x80 mm was used. The upper part of the cooled base of the magnetron target was made in the form of a
Магнетрон устанавливали в вакуумную камеру установки вакуумного напыления УВН-71ПЗ горизонтально мишенью вверх.The magnetron was mounted horizontally with the target up in the vacuum chamber of the UVN-71PZ vacuum deposition unit.
Вставки изготавливали в виде однокомпонентных порошков никеля (Ni) 2 и хрома (Cr) 3. Для расчета гранулометрических составов порошков Ni и Cr были проделаны вычисления соответствующих понятий по (6), принимая во внимание, что использовали порошки со сферическими частицами, коэффициент формы которых k=6. Необходимая информация приведена в таблице 1.The inserts were made in the form of single-component powders of nickel (Ni) 2 and chromium (Cr) 3. To calculate the particle size distribution of Ni and Cr powders, the corresponding concepts were calculated according to (6), taking into account that we used powders with spherical particles whose shape factor k = 6. The necessary information is given in table 1.
(г/моль)M u
(g / mol)
Подставляя данные из таблицы 1 в (6) и принимая за базовый элемент порошок Cr с диаметром частиц d=20 мкм, для порошка Ni получили диаметр частиц d=12 мкм.Substituting the data from Table 1 in (6) and taking Cr powder with a particle diameter d = 20 μm for the base element, we obtained a particle diameter d = 12 μm for Ni powder.
Чтобы обеспечить снижение линейной неравномерности распределения составляющих компонентов по поверхности мишени до 71% в соответствии с (9), применяли приспособление 5, выполненное в виде сквозной решетки с высотой 5 мм, размером ячеек по 6×6 мм, шириной перегородок по 4 мм и с плотно входящим в углубление матрицы контуром (фиг.4, 5), который вставляли в углубление матрицы.In order to reduce the linear uneven distribution of component components over the target surface to 71% in accordance with (9), we used
Заполняли вставленное приспособление подготовленными порошками Ni и Cr попеременно в шахматном порядке и после этого медленно вынимали его за ушки 6 из углубления матрицы, при этом порошки Ni и Cr по мере извлечения приспособления (снизу вверх) постепенно переходили друг в друга на границах их соприкосновения, образуя зоны плавного перехода 4 (фиг.2, 3, 6), которые снижали линейную неравномерность их распределения по поверхности мишени.The inserted device was filled with prepared Ni and Cr powders alternately in a checkerboard pattern and then slowly pulled it out by the
Получившуюся таким образом Cr-Ni-мозаичную мишень распыляли на постоянном токе в установке вакуумного напыления при плотности ионного тока 30 мА/см2, магнитной индукции на поверхности мишени 0,01 T. Распыление осуществляли на ситалловую подложку СТ50-1 размером 60×48 мм, нагретую до температуры 120°С и расположенную на расстоянии 6 см от поверхности мишени.The resulting Cr-Ni mosaic target was sprayed with direct current in a vacuum deposition apparatus at an ion current density of 30 mA / cm 2 and magnetic induction on the target surface of 0.01 T. Sputtering was carried out on a CT50-1 glass substrate 60 × 48 mm in size heated to a temperature of 120 ° C and located at a distance of 6 cm from the surface of the target.
Для сравнения проводили распыление мозаичной мишени, изготовленной в соответствии с прототипом. Сравнительный анализ представлен в таблице 2.For comparison, a mosaic target made in accordance with the prototype was sprayed. A comparative analysis is presented in table 2.
Скорости распыления материалов Cr-Ni-мозаичных мишеней при плотности ионного тока 30 мА/см2 и энергии ионов 400эВtable 2
Sputtering rates of materials of Cr-Ni mosaic targets at an ion current density of 30 mA / cm 2 and an ion energy of 400 eV
Этот анализ показал, что скорость распыления хрома Cr при его применении в виде порошка с размером частиц d=20 мкм выросла по сравнению с применением его в виде монолитных вставок в 2 раза, а скорость распыления никеля Ni при его применении в виде порошка с размером частиц d=12 мкм выросла по сравнению с применением его в виде монолитных вставок в 2,4 раза. При этом произошло выравнивание скоростей распыления никеля и хрома, что позволяет сразу, не прибегая к заглублению и/или выступам вставок, перейти в установившийся режим одинаковой линейной скорости распыления материалов мозаичной мишени. Кроме того, линейная неравномерность распределения составляющих порошковых компонентов Ni и Cr по поверхности мишени при использовании приспособления с шириной перегородок с=4 мм и линейным размером ячеек h=6 мм в соответствии с (9) снизилась на 29% по сравнению с применением монолитных вставок этих материалов. Время замены состава элементов мишени при использовании готовых порошков Ni и Cr составило 10 мин (оно может быть снижено при автоматизации процесса засыпки), при этом не потребовалось разбирать магнетрон или отдельно изготавливать мишень перед ее установкой на магнетрон, не потребовалось также и дополнительных механических операций или прессования. В противовес этому мозаичная мишень прототипа требует разборки магнетрона или отдельной трудоемкой операции изготовления мишени перед установкой ее на магнетроне, при этом необходимо использовать дополнительные механические операции или прессование, и общее время замены такой мишени многократно увеличивается.This analysis showed that the sputtering rate of chromium Cr when applied in the form of a powder with a particle size of d = 20 μm increased by 2 times compared to its use in the form of monolithic inserts, and the sputtering rate of nickel Ni when used in the form of a powder with a particle size d = 12 μm increased by 2.4 times compared with its use in the form of monolithic inserts. In this case, the sputtering rates of nickel and chromium were equalized, which allows immediately, without resorting to deepening and / or protrusions of the inserts, to switch to the steady state mode of the same linear sputtering speed of mosaic target materials. In addition, the linear non-uniformity of the distribution of the constituent powder components of Ni and Cr over the target surface when using a device with a partition width of c = 4 mm and a linear mesh size of h = 6 mm in accordance with (9) decreased by 29% compared to the use of monolithic inserts of these materials. The time for replacing the composition of the target elements using ready-made Ni and Cr powders was 10 minutes (it can be reduced by automating the backfill process), it did not require disassembling the magnetron or separately manufacturing the target before installing it on the magnetron; additional mechanical operations were also not required or pressing. In contrast, the mosaic target of the prototype requires disassembling the magnetron or a separate labor-intensive operation of manufacturing the target before installing it on the magnetron, it is necessary to use additional mechanical operations or pressing, and the total replacement time of such a target increases many times.
Использование предлагаемой мозаичной мишени для ионно-плазменного нанесения многокомпонентных пленочных покрытий и способа ее изготовления позволяет увеличить скорость нанесения многокомпонентных пленочных покрытий, регулировать скорости распыления различных элементов мишени, обеспечить снижение линейной неравномерности распределения составляющих компонентов по поверхности мишени, а также снизить трудозатраты и время изготовления мишени и таким образом достигнуть технического результата.Using the proposed mosaic target for ion-plasma deposition of multicomponent film coatings and a method for its manufacture allows to increase the deposition rate of multicomponent film coatings, to control the sputtering rates of various elements of the target, to reduce linear uneven distribution of component components over the surface of the target, as well as reduce labor costs and time of manufacturing the target and thus achieve a technical result.
Источники информацииSources of information
1. Белянин А.Ф., Каменев А.И., Ковальский К.А., Сушенцов Н.И. Применение метода инверсионной вольтамперометрии для определения концентрации легирующих компонентов в композиционных пленках на основе A1N // Вопросы атомной науки и техники. 1998. Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники. Вып. 6(7), 7(8). с.232-235.1. Belyanin A.F., Kamenev A.I., Kovalsky K.A., Sushentsov N.I. Application of the method of inversion voltammetry for determining the concentration of alloying components in composite films based on A1N // Problems of Atomic Science and Technology. 1998. Series: Vacuum, Pure Materials, Superconductors. Vol. 6 (7), 7 (8). p. 232-235.
2. Пат. РФ №2210620 (20.08.2003).2. Pat. RF №2210620 (08.20.2003).
3. Никоненко В.А. Математическое моделирование технологических процессов. Практикум / Под ред. Г.Р. Кузнецова. - М.: МИСиС, 2001. - 48 с.3. Nikonenko V.A. Mathematical modeling of technological processes. Workshop / Ed. G.R. Kuznetsova. - M.: MISiS, 2001 .-- 48 p.
4. Симонов-Емельянов И.Д., Кулезнев В.Н., Трофимичева Л.З. Влияние размера частиц наполнителя на некоторые характеристики полимеров. // Пластические массы, 1989, №5, с.61-64.4. Simonov-Emelyanov I.D., Kuleznev V.N., Trofimicheva L.Z. The effect of particle size of the filler on some characteristics of polymers. // Plastics, 1989, No. 5, p. 61-64.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004101974/02A RU2261496C1 (en) | 2004-01-22 | 2004-01-22 | Mosaic target for ion-plasma application of multicomponent film coatings and its manufacturing process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004101974/02A RU2261496C1 (en) | 2004-01-22 | 2004-01-22 | Mosaic target for ion-plasma application of multicomponent film coatings and its manufacturing process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004101974A RU2004101974A (en) | 2005-07-10 |
| RU2261496C1 true RU2261496C1 (en) | 2005-09-27 |
Family
ID=35837617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004101974/02A RU2261496C1 (en) | 2004-01-22 | 2004-01-22 | Mosaic target for ion-plasma application of multicomponent film coatings and its manufacturing process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2261496C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2590893C1 (en) * | 2014-12-18 | 2016-07-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения" (ОАО "НИИ ОЭП") | Method for producing impact-compressed plasma layer and device for its implementation |
-
2004
- 2004-01-22 RU RU2004101974/02A patent/RU2261496C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2590893C1 (en) * | 2014-12-18 | 2016-07-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения" (ОАО "НИИ ОЭП") | Method for producing impact-compressed plasma layer and device for its implementation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004101974A (en) | 2005-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105280884B (en) | Method for manufacturing the total solids electrode with solid electrolyte concentration gradient | |
| US5171412A (en) | Material deposition method for integrated circuit manufacturing | |
| US9347131B2 (en) | Coating substrates with an alloy by means of cathode sputtering | |
| EP2190263B1 (en) | Process for producing thin organic film | |
| RU2261496C1 (en) | Mosaic target for ion-plasma application of multicomponent film coatings and its manufacturing process | |
| CN102453880A (en) | Method for improving uniformity of magnetron sputtering thin film | |
| KR20210035705A (en) | Nickel-doped indium tin oxide target and manufacturing method thereof | |
| EP1239306A3 (en) | Method for manufacturing an optical filter having laminate film | |
| Tait et al. | A ballistic deposition model for films evaporated over topography | |
| KR950000011B1 (en) | Magnetron sputtering apparatus and thin film depositing method | |
| CN102051497B (en) | Preparation methods of gold and silver embedded target and film thereof | |
| CN207793411U (en) | A kind of surface graded film preparation device based on chaotic source material | |
| CN109666910A (en) | A kind of coated film plastic tableware production technology | |
| CN108060397A (en) | A kind of surface graded film preparation device based on chaotic source material | |
| US20070164456A1 (en) | Repaired extrider dies and repairing method therefor | |
| WO2021125207A1 (en) | Antireflection structure and method for manufacturing same | |
| Kadlec | Computer simulation of magnetron sputtering—Experience from the industry | |
| RU2262151C1 (en) | Target for applying film coatings of complex composition and its manufacturing process | |
| JPS5920465A (en) | Sintered hard alloy tool and its production | |
| CN111235540B (en) | Magnetron sputtering equipment and magnetron sputtering method | |
| WO2020139823A1 (en) | Adhesive interlayer for battery electrode through dry manufacturing | |
| CN100377345C (en) | Method for molding air tightness cavity | |
| CN207581918U (en) | A kind of monomer filming equipment of parallel sputtering mode twin target arrangement | |
| JPH02303637A (en) | Forming die and its manufacture | |
| CN108239761A (en) | Magnetic target material assembly and preparation method thereof, sputtering chamber |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060123 |