RU2662914C2 - Dynamic evaporator of solid solutions - Google Patents

Dynamic evaporator of solid solutions Download PDF

Info

Publication number
RU2662914C2
RU2662914C2 RU2016130861A RU2016130861A RU2662914C2 RU 2662914 C2 RU2662914 C2 RU 2662914C2 RU 2016130861 A RU2016130861 A RU 2016130861A RU 2016130861 A RU2016130861 A RU 2016130861A RU 2662914 C2 RU2662914 C2 RU 2662914C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
evaporator
housing
ring
height
trapezoidal
Prior art date
Application number
RU2016130861A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016130861A (en
RU2016130861A3 (en
Inventor
Всеволод Анатольевич Колпаков
Сергей Васильевич Кричевский
Владимир Владимирович Подлипнов
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева"
Priority to RU2016130861A priority Critical patent/RU2662914C2/en
Publication of RU2016130861A publication Critical patent/RU2016130861A/en
Publication of RU2016130861A3 publication Critical patent/RU2016130861A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2662914C2 publication Critical patent/RU2662914C2/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry; metallurgy.SUBSTANCE: invention relates to formation of thin films of complex composition in a vacuum and can be used in microelectronics. Solid solution evaporator used to form thin films in a vacuum comprises a glass housing and a shutter in the form of a cover, the inner part of which is coaxially located in the body cavity and is made as a cone, and a heater disposed on the outer surface of the housing. Said shutter is installed in the evaporator housing with an annular gap forming an outlet for the evaporated atoms, with the possibility of reciprocating with respect to the housing. Flap has an annular protrusion, which it abuts against the evaporator body. Evaporator housing further comprises a continuation of the housing structure, which is in the form of a ring having a height of 1/3–2/3 of the height of the cone part of the evaporator flap and an internal diameter equal to the outer diameter of the evaporator housing. Thickness of said ring is equal to the thickness of the walls of the evaporator body. Inner surface of the ring interacting with the end surface of the flap has in its section trapezoidal projections with an upper base equal to 1–3 mm and a bottom base 4–7 mm. Said protrusions are located from each other at a distance of 3–5 sizes of the upper bases of the trapezoidal projection. Gap between said end surface of the annular flange projection and the surface of the trapezoidal protrusions of said housing ring is 1.5–3 mm. Trapezoidal projections have a height not exceeding the wall thickness of the evaporator housing.EFFECT: formation of a directed flow of atoms of a solid solution of a complex composition is ensured corresponding to the stoichiometric composition, while at the same time increasing the homogeneity of their distribution over the surface of the substrate.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области формирования тонких пленок сложного состава в вакууме и может быть использовано в микроэлектронике.The invention relates to the field of formation of thin films of complex composition in vacuum and can be used in microelectronics.

Известен испаритель (патент РФ №2142021, МПК С23С 14/24, опубл. 27.11.1999), действие которого основано на взрывном испарении твердого раствора путем резкого увеличения температуры испарения до величины, значительно большей, чем температура трудноиспаряемого компонента твердого раствора, позволяющий получить в испаряемом облаке пара практически все атомы, содержащиеся в его структуре.A known evaporator (RF patent No. 2142021, IPC С23С 14/24, publ. 11/27/1999), the effect of which is based on explosive evaporation of a solid solution by a sharp increase in the temperature of evaporation to a value significantly higher than the temperature of the hardly evaporated component of the solid solution, which allows to obtain vaporized cloud of vapor almost all atoms contained in its structure.

Однако облако пара в этом случае содержит не только отдельные атомы, но и их комплексы и даже отдельные микрокапли, формирующие неоднородную структуру состава пленок твердого раствора.However, the vapor cloud in this case contains not only individual atoms, but also their complexes and even individual microdrops, which form an inhomogeneous structure of the composition of the solid solution films.

Известен испаритель (Данилин Б.С. Вакуумное нанесение тонких пленок, М., «Энегия», 1967, с. 12-20), содержащий в качестве теплового нагревателя электронный, ионный или лазерный лучи, в котором повышение стехиометрии пленок сложного состава достигается сообщением испаряемому материалу энергии, значительно превосходящей энергию связи его атомов, поэтому в пар переходят одновременно атомы и легколетучих, и труднолетучих материалов. Это позволяет получать пленки, по составу очень близкие к стехиометрической формуле.A known evaporator (Danilin B.S. Vacuum deposition of thin films, M., "Energia", 1967, pp. 12-20), containing electronic, ionic or laser beams as a heat heater, in which an increase in the stoichiometry of films of complex composition is achieved by communication the evaporated material has an energy that is significantly superior to the binding energy of its atoms, therefore both atoms of both volatile and nonvolatile materials pass into the vapor simultaneously. This allows one to obtain films that are very close in composition to the stoichiometric formula.

Однако необходимость перемещения луча по навеске с целью исключения образования в ней кратеров и повышения равномерности потока испаряемого материала увеличивает стоимость самих устройств испарителей с электронным, ионным и лазерным нагревом и их эксплуатации настолько, что эти испарители используют только для производства дорогостоящих изделий, что, безусловно, увеличивает стоимость интегральных микросхем.However, the need to move the beam along the hinge in order to exclude the formation of craters in it and to increase the uniformity of the flow of vaporized material increases the cost of the devices themselves of electronically, ionically and laser-heated evaporators and their operation so that these evaporators are used only for the production of expensive products, which, of course, increases the cost of integrated circuits.

Известен испаритель (патент РФ №1824457, МПК С23С 14/24, опубл. 30.06.1993.), содержащий равновысотные внешний стакан, образующий корпус устройства, и встречно коаксиально вставленный в него внутренний стакан, выполняющий функцию заслонки, имеющий возможность возвратно-поступательного движения относительно корпуса, нагреватель, размещенный со стороны внешнего стакана, выходное отверстие, образованное кольцевым зазором между стенками стаканов, в центре дна внешнего стакана с внутренней стороны имеется цилиндрическое углубление для закладки многокомпонентного материала, устраняющего перекос внутреннего стакана за счет попадания частиц распыляемого материала под торец его стенки. Однако, в процессе испарения, в начальные моменты времени, в полости корпуса внутреннего стакана происходит накопление легколетучего компонента, затем данный пар уже никак не участвует в процессе перемешивания и выхода его из корпуса испарителя, в результате мнокомпонентные пленки получаются с нарушенной стехиометрией состава.A known evaporator (RF patent No. 1824457, IPC С23С 14/24, publ. 06/30/1993.) Containing equal-height external glass forming the device’s body and an internal glass counter-coaxially inserted into it, acting as a shutter, having the possibility of reciprocating movement relative to the housing, a heater placed on the side of the outer cup, an outlet formed by an annular gap between the walls of the cups, in the center of the bottom of the outer cup on the inside there is a cylindrical recess for laying a lot omponentnogo material eliminates skew inner cup due to falling of sprayed material particles at its end wall. However, during the evaporation process, at the initial moments of time, an easily volatile component accumulates in the cavity of the inner cup body, then this vapor no longer participates in the process of mixing and its exit from the evaporator body, as a result, multicomponent films are obtained with the stoichiometry of the composition violated.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является испаритель многокомпонентных растворов (патент РФ №2348738, МПК С2314/24, опубл. 10.03.2009), содержащий корпус, нагреватель, размещенный со стороны внешней поверхности корпуса и заслонку, выполненную в виде крышки, опирающейся выступами на корпус, внутренняя часть которой входит в полость корпуса, конструктивно изготовленная в виде конуса высотой 0,9H>h>d, где Н - высота внутренней полости корпуса, h - высота конусной части заслонки, d - внутренний размер полости корпуса, при этом в верхней части заслонки по образующей выполнен прямоугольный выступ диаметром D, плотно закрывающий полость корпуса в закрытом состоянии.The closest in technical essence to the present invention is an evaporator of multicomponent solutions (RF patent No. 2348738, IPC C2314 / 24, publ. 10.03.2009), comprising a housing, a heater located on the outer surface of the housing and a shutter made in the form of a lid supported protrusions on the body, the inner part of which is included in the body cavity, structurally made in the form of a cone with a height of 0.9H> h> d, where H is the height of the internal cavity of the body, h is the height of the conical part of the shutter, d is the internal size of the body cavity, at In the upper part of the damper, a rectangular protrusion of diameter D is made along the generatrix, which tightly closes the body cavity in the closed state.

Однако при открывании заслонки атомы испаряемого многокомпонентного материала двигаются не только в направлении подложки, конденсируясь на ней, но и в других направлениях, отличных от направления, перпендикулярного к поверхности подложки. Это приводит к нарушению равномерности по толщине и стехиометричности наносимой пленки и нецелесообразному расходу испаряемого многокомпонентного материала. Для устранения этого недостатка приходится осуществлять вращение карусели, на которой размещаются подложки, и увеличивать количество многокомпонентого материала, загружаемого в испаритель.However, when the shutter opens, the atoms of the evaporated multicomponent material move not only in the direction of the substrate, condensing on it, but also in other directions different from the direction perpendicular to the surface of the substrate. This leads to a violation of uniformity in thickness and stoichiometry of the applied film and inappropriate consumption of the evaporated multicomponent material. To eliminate this drawback, it is necessary to rotate the carousel, on which the substrates are placed, and to increase the amount of multicomponent material loaded into the evaporator.

В основу поставлена задача формирования направленного потока атомов твердого раствора сложного состава, соответствующего стехиометрическому составу при одновременном увеличении однородности их распределения по поверхности подложки.The basis is the task of forming a directed flow of atoms of a solid solution of complex composition corresponding to a stoichiometric composition while increasing the uniformity of their distribution over the surface of the substrate.

Указанная задача при осуществлении изобретения достигается тем, что динамический испаритель твердых растворов, содержащий корпус в виде стакана и заслонку в виде крышки, внутренняя часть которой коаксиально входит в полость корпуса и выполнена в виде конуса, установленную с возможностью возвратно-поступательного движения относительно корпуса, нагреватель, размещенный со стороны внешней поверхности корпуса, выходное отверстие, образованное кольцевым зазором между стенками заслонки и корпуса, согласно изобретению корпус испарителя дополнительно содержит продолжение конструкции в виде кольца высотой 1/3 - 2/3 высоты конусной части заслонки испарителя и внутренним диаметром, равным внешнему диаметру корпуса испарителя, причем толщина кольца равна толщине стенок корпуса испарителя.The specified task during the implementation of the invention is achieved by the fact that a dynamic solid solution evaporator containing a housing in the form of a glass and a shutter in the form of a cover, the inner part of which coaxially enters the cavity of the housing and is made in the form of a cone, mounted with the possibility of reciprocating motion relative to the housing, the heater located on the outer surface of the housing, an outlet formed by an annular gap between the walls of the shutter and the housing, according to the invention, the evaporator housing for additionally comprises a continuation of the structure as a ring height of 1/3 - 2/3 of the height of the conical part of the evaporator and the damper inner diameter equal to the outer diameter of the evaporator body, the thickness of the ring is equal to the wall thickness of the evaporator housing.

Кроме того, внутренняя поверхность кольца, взаимодействующая с торцевой поверхностью заслонки, имеет выступы трапециевидной формы сечения с верхним основанием, равным 1-3 мм, и нижним основанием 4-7 мм, причем упомянутые выступы расположены друг от друга на расстоянии 3-5 размеров верхнего основания трапециевидного выступа трапеции, а величина зазора между упомянутой торцевой поверхностью кольцеобразного выступа заслонки и поверхностью трапециевидных выступов упомянутого кольца корпуса равна 1,5-3 мм, причем высота трапециевидных выступов не должна превосходить толщину стенки корпуса.In addition, the inner surface of the ring interacting with the end surface of the shutter has trapezoidal protrusions of the cross section with an upper base of 1-3 mm and a lower base of 4-7 mm, and the said protrusions are located at a distance of 3-5 sizes of the upper the base of the trapezoidal protrusion of the trapezoid, and the gap between the said end surface of the annular protrusion of the shutter and the surface of the trapezoidal protrusions of the said ring of the casing is 1.5-3 mm, and the height of the trapezoidal protrusion should not exceed the thickness of the housing wall.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами. На фиг. 1 изображена конструкция испарителя твердых растворов с закрытой заслонкой. На фиг. 2 изображен вид сверху. Конструкция содержит корпус 1, заслонку 2, нагреватель 3, заслонка имеет кольцеобразный выступ 4, которым упирается в корпус, кольцо 5, образующее с корпусом единую нераздельную конструкцию, выступы кольца трапециевидной формы в сечении 6, между торцевой поверхностью кольцеобразного выступа заслонки и поверхностью кольца корпуса имеется зазор 7.The invention is illustrated by the following drawings. In FIG. 1 shows the design of a solid solution evaporator with a closed flap. In FIG. 2 shows a top view. The design comprises a housing 1, a damper 2, a heater 3, the damper has an annular protrusion 4, which abuts against the housing, a ring 5 forming a single inseparable structure with the housing, protrusions of a trapezoidal ring in section 6, between the end surface of the annular protrusion of the damper and the surface of the housing ring there is a gap of 7.

Формирование направленного потока атомов твердого раствора сложного состава осуществляется следующим образом. На дно корпуса помещается многокомпонентный материал, корпус закрывается заслонкой, осуществляется откачка вакуумной камеры до рабочего давления, необходимого для испарения труднолетучего компонента при заданной температуре, с помощью нагревателя производят нагрев многокомпонентного материала до температуры испарения труднолетучего компонента, при установлении в корпусе давления, при котором обеспечивается парциальное давление компонентов, достаточное для нанесения на подложку многокомпонентной пленки заданного стехиометрического состава, заслонка открывается, происходят порционное испарение и конденсация на подложку атомов всех компонентов, при этом деление внутри корпуса падает, заслонка закрывается и давление внутри корпуса начинает расти до следующего момента открытия заслонки, таким образом на поверхности подложки периодически конденсируются порции атомов до момента образования пленки необходимой толщины, после чего отключается электропитание нагревателя и процесс открывания заслонки прекращается.The formation of a directed stream of atoms of a solid solution of complex composition is as follows. A multicomponent material is placed at the bottom of the casing, the casing is closed by a shutter, the vacuum chamber is pumped out to the working pressure necessary to evaporate the hardly volatile component at a given temperature, with the help of a heater, the multicomponent material is heated to the evaporation temperature of the non-volatile component, when the pressure is established in the casing, at which partial pressure of the components, sufficient for applying the specified stoichiometric to the multicomponent film of the composition, the shutter opens, the atoms of all components evaporate and condense onto the substrate, while the fission inside the case falls, the shutter closes and the pressure inside the body begins to increase until the next moment the shutter opens, so atomic portions periodically condense on the surface of the substrate until the moment of formation film of the required thickness, after which the power to the heater is turned off and the process of opening the shutter is stopped.

Следует отметить, что главным условием непрерывной работы испарителя твердых растворов является дополнение конструкции корпуса 1 испарителя конструкцией кольца 5 высотой h2 от 1/3 до 2/3 высоты конусной части заслонки испарителя h и внутренним диаметром D, равным внешнему диаметру корпуса испарителя 1, причем толщина кольца 5 равна толщине стенок корпуса испарителя и образует с корпусом 1 единую конструкцию таким образом, что кольцо является продолжением указанного корпуса испарителя.It should be noted that the main condition for the continuous operation of the evaporator of solid solutions is to supplement the design of the body of the evaporator 1 with the construction of a ring 5 of height h 2 from 1/3 to 2/3 of the height of the conical part of the evaporator damper h and an inner diameter D equal to the outer diameter of the evaporator body 1, and the thickness of the ring 5 is equal to the wall thickness of the evaporator housing and forms a single structure with the housing 1 so that the ring is a continuation of the specified evaporator housing.

Уменьшение высоты кольцевой части корпуса испарителя h2 менее 1/3 высоты конусной части заслонки h приводит к ее выбросу из корпуса испарителя и прекращению процесса импульсного испарения твердого раствора. С другой стороны увеличение этой высоты более 2/3 высоты конусной части заслонки испарителя h нецелесообразно из-за отсутствия полезных свойств и дополнительного расхода материала испарителя. Кроме этого, верхняя часть кольцевой конструкции испарителя имеет меньшую температуру относительно области нагрева корпуса испарителя, поэтому для устранения процесса оседания атомов распыляемого материала на эту поверхность необходимо увеличивать температуру, формируемую нагревателем испарителя. При невыполнении этого условия на верхней поверхности кольца будет наращиваться пленка твердого раствора, уменьшающая величину зазора между поверхностями корпуса испарителя и заслонки, приводящая к неконтролируемому изменению толщины формируемого слоя твердого раствора. Следует отметить, что кольцо и корпус испарителя представляют собой единую конструкцию и изготавливаются в едином технологическом процессе.The decrease in the height of the annular part of the evaporator body h 2 less than 1/3 of the height of the conical part of the valve h leads to its ejection from the evaporator body and termination of the process of pulsed evaporation of the solid solution. On the other hand, an increase in this height of more than 2/3 of the height of the conical part of the flap of the evaporator h is impractical due to the lack of useful properties and additional consumption of material of the evaporator. In addition, the upper part of the annular design of the evaporator has a lower temperature relative to the heating region of the evaporator body, therefore, to eliminate the process of atomization of the atomized material onto the surface, it is necessary to increase the temperature formed by the evaporator heater. If this condition is not met, a film of a solid solution will grow on the upper surface of the ring, reducing the gap between the surfaces of the evaporator body and the damper, leading to an uncontrolled change in the thickness of the formed solid solution layer. It should be noted that the ring and the body of the evaporator are a single design and are made in a single technological process.

На внутренней поверхности кольца 5 выполняются выступы 6 трапециевидной формы сечения. Изготовление выступов трапециевидной формы сечения с верхним основанием размером менее 1 миллиметра приводит к быстрому износу и увеличению зазора между поверхностями заслонки и указанными выступами кольцевой конструкции. В этом случае появляется возможность возникновения колебаний в направлении, перпендикулярном движению заслонки, что, безусловно, приводит к неконтролируемому изменению режимов формирования пленки твердого раствора. Однако изготовление размеров верхнего основания трапеции более 3 миллиметров сокращает размеры длины зазора между корпусом и заслонкой испарителя, т.е. происходит разделение пара на заметные сегменты. Для устранения неравномерности по высоте пленки твердого раствора необходимо вводить в технологический процесс дополнительную операцию вращения подложки, на поверхности которой и формируется пленка твердого раствора. Кроме того, высота выступов трапециевидной формы сечения не должна превосходить толщину стенки корпуса. В противном случае нарушается герметичность внутреннего объема корпуса при закрытой крышке.On the inner surface of the ring 5, protrusions 6 of a trapezoidal cross-sectional shape are made. The manufacture of trapezoidal protrusions with an upper base of less than 1 millimeter in size leads to rapid wear and an increase in the gap between the damper surfaces and the indicated protrusions of the ring structure. In this case, there is the possibility of oscillations in the direction perpendicular to the movement of the damper, which, of course, leads to an uncontrolled change in the formation modes of the solid solution film. However, making the dimensions of the upper base of the trapezoid more than 3 millimeters reduces the size of the length of the gap between the housing and the damper of the evaporator, i.e. the steam is divided into noticeable segments. To eliminate the unevenness in height of the solid solution film, it is necessary to introduce into the technological process an additional operation of substrate rotation, on the surface of which a solid solution film is formed. In addition, the height of the projections of the trapezoidal cross-sectional shape should not exceed the wall thickness of the housing. Otherwise, the tightness of the internal volume of the housing is broken with the lid closed.

Для увеличения прочности конструкции выступов трапециевидной формы сечения 6 нижнее основание трапеций выполняют равным 4-7 миллиметров. При изготовлении выступов трапециевидной формы сечения с нижним основанием трапеции размером менее 4 миллиметров происходит крошение материала выступа от вершины трапеции к ее основанию и изменение площади взаимодействия поверхностей заслонки и корпуса испарителя, что приводит к интенсивному износу материала выступов и возникновению неконтролируемого зазора. Изготовление выступов 6 трапециевидной формы сечения с нижним основанием трапеции размером более 7 миллиметров нецелесообразно, более того это сокращает площадь и форму зазора между заслонкой и корпусом испарителя и приводит к перераспределению структуры пара испаряемого твердого раствора. Для устранения этого указанные выступы располагают на расстоянии 3-5 размеров верхних оснований трапециевидного выступа. Уменьшение расстояния между указанными выступами менее 3 размеров верхних оснований трапециевидного выступа приводит к заметному влиянию размеров и формы зазора между заслонкой и корпусом испарителя на параметры режима испарения, а оседание атомов распыляемого материала на их поверхности приводит к неконтролируемому изменению площади зазора и изменению параметров пленок твердого раствора. Необходимо отметить, что изменением высоты выступов трапециевидной формы в сечении образуют зазор между торцевой поверхностью кольцеобразного выступа заслонки и поверхностью трапециевидных выступов упомянутого кольца корпуса, равный 1,5-3 мм. Изготовление указанного зазора менее 1,5 миллиметра уменьшает зазор, сокращая скорость испарения твердого раствора, а при увеличении давления в корпусе испарителя приводит к увеличению скорости испаряемых атомов, которые, бомбардируя поверхность подложки, способны как отражаться от формируемых слоев на поверхности этой подложки, так и распылять уже сформированные слои атомов твердого раствора. Увеличение указанного зазора более 3 миллиметров нецелесообразно, т.к. практически не увеличивает скорость истечения атомов твердого раствора из внутреннего объема корпуса испарителя.To increase the structural strength of the projections of the trapezoidal shape of section 6, the lower base of the trapezoid is made equal to 4-7 millimeters. In the manufacture of projections of a trapezoidal cross-sectional shape with a lower base of the trapezoid less than 4 millimeters in size, the protrusion material crumbles from the top of the trapezoid to its base and the interaction area of the damper surface and the evaporator body changes, which leads to intensive wear of the protrusion material and uncontrolled clearance. The manufacture of projections 6 of a trapezoidal cross-sectional shape with a lower base of a trapezoid larger than 7 millimeters is impractical, moreover, this reduces the area and the shape of the gap between the damper and the evaporator body and leads to a redistribution of the vapor structure of the vaporized solid solution. To eliminate this, these protrusions are located at a distance of 3-5 sizes of the upper bases of the trapezoidal protrusion. A decrease in the distance between these protrusions of less than 3 sizes of the upper bases of the trapezoidal protrusion leads to a noticeable effect of the size and shape of the gap between the damper and the evaporator body on the parameters of the evaporation mode, and the deposition of atoms of the sprayed material on their surface leads to an uncontrolled change in the gap area and the parameters of the solid solution films . It should be noted that by changing the height of the trapezoidal protrusions in cross section, a gap between the end surface of the annular protrusion of the shutter and the surface of the trapezoidal protrusions of the said ring of the casing is equal to 1.5-3 mm The manufacture of the specified gap of less than 1.5 millimeters reduces the gap, reducing the rate of evaporation of the solid solution, and with increasing pressure in the evaporator body leads to an increase in the speed of the evaporated atoms, which, by bombarding the surface of the substrate, can both reflect from the formed layers on the surface of this substrate and spray already formed layers of atoms of a solid solution. An increase in the specified gap of more than 3 millimeters is impractical, because practically does not increase the rate of outflow of atoms of the solid solution from the internal volume of the evaporator body.

Claims (1)

Испаритель твердых растворов, используемый для формирования тонких пленок в вакууме, содержащий корпус в виде стакана и заслонку в виде крышки, внутренняя часть которой коаксиально размещена в полости корпуса и выполнена в виде конуса, и нагреватель, размещенный со стороны внешней поверхности корпуса, при этом упомянутая заслонка установлена в корпус испарителя с кольцевым зазором, образующим выходное отверстие для испаряемых атомов, с возможностью возвратно-поступательного движения относительно корпуса, отличающийся тем, что заслонка имеет кольцеобразный выступ, которым упирается в корпус испарителя, а корпус испарителя дополнительно содержит продолжение конструкции корпуса, выполненное в виде кольца высотой, составляющей 1/3-2/3 высоты конусной части заслонки испарителя, и внутренним диаметром, равным внешнему диаметру корпуса испарителя, причем толщина упомянутого кольца равна толщине стенок корпуса испарителя, при этом внутренняя поверхность кольца, взаимодействующая с торцевой поверхностью заслонки, имеет в сечении выступы трапециевидной формы с верхним основанием, равным 1-3 мм и нижним основанием 4-7 мм, причем упомянутые выступы расположены друг от друга на расстоянии 3-5 размеров верхних оснований трапециевидного выступа, а величина зазора между упомянутой торцевой поверхностью кольцеобразного выступа заслонки и поверхностью трапециевидных выступов упомянутого кольца корпуса равна 1,5-3 мм, при этом трапециевидные выступы имеют высоту, не превышающую толщину стенки корпуса испарителя.The solid solution evaporator used to form thin films in a vacuum, comprising a housing in the form of a cup and a shutter in the form of a lid, the inside of which is coaxially placed in the cavity of the housing and made in the form of a cone, and a heater placed on the side of the outer surface of the housing, wherein the damper is installed in the evaporator body with an annular gap forming an outlet for vaporized atoms, with the possibility of reciprocating motion relative to the housing, characterized in that the damper and has an annular protrusion, which abuts against the evaporator body, and the evaporator body further comprises a continuation of the body structure, made in the form of a ring with a height of 1 / 3-2 / 3 of the height of the conical part of the evaporator damper, and an inner diameter equal to the outer diameter of the evaporator body, moreover, the thickness of the ring is equal to the thickness of the walls of the evaporator body, while the inner surface of the ring, interacting with the end surface of the damper, has in cross section protrusions of a trapezoidal shape with an upper base 1-3 mm and the lower base 4-7 mm, and the said protrusions are located at a distance of 3-5 sizes of the upper bases of the trapezoidal protrusion, and the gap between the said end surface of the annular protrusion of the shutter and the surface of the trapezoidal protrusions of the said ring of the housing equal to 1.5-3 mm, while the trapezoidal protrusions have a height not exceeding the thickness of the wall of the evaporator body.
RU2016130861A 2016-07-26 2016-07-26 Dynamic evaporator of solid solutions RU2662914C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016130861A RU2662914C2 (en) 2016-07-26 2016-07-26 Dynamic evaporator of solid solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016130861A RU2662914C2 (en) 2016-07-26 2016-07-26 Dynamic evaporator of solid solutions

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016130861A RU2016130861A (en) 2018-01-31
RU2016130861A3 RU2016130861A3 (en) 2018-04-02
RU2662914C2 true RU2662914C2 (en) 2018-07-31

Family

ID=61174034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016130861A RU2662914C2 (en) 2016-07-26 2016-07-26 Dynamic evaporator of solid solutions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2662914C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773032C1 (en) * 2021-06-04 2022-05-30 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Movable flap of the substrate for the formation of thin films of various configurations obtained by vacuum deposition

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU322422A1 (en) * А. А. Бычко EVAPORATOR FOR VACUUM INSTALLATIONS
US3539769A (en) * 1966-09-30 1970-11-10 Edwards High Vacuum Int Ltd Apparatus for the vaporisation of metals or metalloids
US4700660A (en) * 1984-06-12 1987-10-20 Kievsky Politekhnichesky Institut Evaporator for depositing films in a vacuum
SU1600383A1 (en) * 1988-09-28 1996-12-10 А.Т. Буравцев Evaporator
RU2348738C2 (en) * 2007-04-04 2009-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика С.П. Королева Evaporator of multicomponent solutions

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU322422A1 (en) * А. А. Бычко EVAPORATOR FOR VACUUM INSTALLATIONS
US3539769A (en) * 1966-09-30 1970-11-10 Edwards High Vacuum Int Ltd Apparatus for the vaporisation of metals or metalloids
US4700660A (en) * 1984-06-12 1987-10-20 Kievsky Politekhnichesky Institut Evaporator for depositing films in a vacuum
SU1600383A1 (en) * 1988-09-28 1996-12-10 А.Т. Буравцев Evaporator
RU2348738C2 (en) * 2007-04-04 2009-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика С.П. Королева Evaporator of multicomponent solutions

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773032C1 (en) * 2021-06-04 2022-05-30 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Movable flap of the substrate for the formation of thin films of various configurations obtained by vacuum deposition

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016130861A (en) 2018-01-31
RU2016130861A3 (en) 2018-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100723627B1 (en) Evaporator for organic thin film vapor deposition
US20080128094A1 (en) Evaporation Source Device
WO2014142097A1 (en) Evaporation source device
US20100080901A1 (en) Evaporator for organic materials
US9593407B2 (en) Direct liquid deposition
RU2662914C2 (en) Dynamic evaporator of solid solutions
KR101620639B1 (en) Alloy Deposition Apparatus
CN106868457B (en) A kind of vapor deposition component and evaporated device
JP2008516389A (en) Multi-nozzle crucible device for organic light emitting diode deposition process
KR20140098693A (en) Vacuum evaporation apparatus and vacuum evaporation method
JP2018538429A (en) Measuring assembly, evaporation source, deposition apparatus and method therefor for measuring deposition rate
KR20170059318A (en) Single Evaporation Source of mixed organic gases
KR102480457B1 (en) Deposition apparatus
US8440018B2 (en) Apparatus for supplying source and apparatus for deposition thin film having the same
KR20150139724A (en) Metalizing crucible device with improved sealing sutructure
RU2348738C2 (en) Evaporator of multicomponent solutions
KR102218677B1 (en) Deposition source
KR20060018746A (en) Apparatus for depositing organic material
KR101854900B1 (en) Material supplying apparatus and thin film depositing system having the same
KR101474363B1 (en) Linear source for OLED deposition apparatus
CN105088139A (en) Flash deposition apparatus
KR20140071821A (en) A Linear Type Evaporator with a Mixing Zone
KR101778441B1 (en) Dry coating apparatus
KR20080102081A (en) Downward type linear deposition source
KR20070005314A (en) Apparatus for depositing the organic thin film

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180810