SU1074145A1

SU1074145A1 - Устройство дл нанесени покрытий в вакууме

Info

Publication number: SU1074145A1
Application number: SU823379295A
Authority: SU
Inventors: А.Я. Колпаков; А.И. Маслов; Г.К. Дмитриев; В.П. Гончаренко
Original assignee: Предприятие П/Я А-1702
Priority date: 1982-01-05
Filing date: 1982-01-05
Publication date: 1992-09-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПО,КРЫТИЙ В ВАКУУМЕ, со.л,ерж,зщее рас ,.. - V Изобретение .относитс к нанесению покрытий 8 вакууме и может найти применение в микроэлектронике, машиностроении, оптике. Известно устройство дл нанесени по:крытий путем конденсации ионизированных частиц, из.влечеичых из плазмы с помощью градиента магнитного пол . Недостатком извЭстного устройства-- вл .етс мала производительность, обусловленна тем,- что плазма генерируетс в направлении, перпендикул рном силовым лини м магнитного пол . Известно также устройство дл нанесени покрытий в вакууме, содержащее камеру-анод с соленоидом, электроизолиров .анную крыщку, на которой размещен расходуемый катод, поджигающий электрод и дополнительный соленоид, включенный встречно с соленоидом камеры, причем камера снабжена электроизолиррванным экраном , установленным. против расходуемого катода. ; Недостатком указанного устройства в- -л етс низка плотность ионного тока походуемый катод, камеру-анод, поджигаюliiviM электрод и последовательно установленные стабилизирующий и фокусируюа1Ий соленоиды, отличающеес тем, что, с целью увеличени производительности, улучшени качес;тва покрыти и упрощени конструкции, расходуемый катод установлен эксцентрично относительно оси сим-метрии кам,еры-анода и соленоидов и смещен в сторону подложки, а подложкз размещена запределами фокусирующего соленоидэ вне зоны пр мой видимости со стороны расходуемого катода . стуг{ающего на подложку, и, соответственно , ймэка производительность. Наиболее близким по технической сущности к за вленному вл етс устройство дл нанесени покрытий в вакууме, содержащее расходуемый катод, камеру-анод, поджигающий электрод и последоватэльно установленные стабилизирующий и фс кусирующий соленоиды и систему дл создани градиента напр женности магнитного пол в направлении от катода к подложке. Недостатком известного устройства дл нанесени покрытий в вакууме с магнитным сепаратором вл етс низкий коэффициент использовани распыл емого материала катод и, как следствие, низка производительность , что обуславливаетс , во-первых, отражением зар женных частиц от градиента напр женности магнитного пол , нарастающего по мере приближени к выходу системы, и, во-вторых, наличием поперечно . гамагнитного пол , ответственного за осаждение потока на поверхности сепаратора. Кроме того, конструкци устройства сложна м обусловливает контакт потока плазмы с.

Description

поверхностью сепаратора, что вызывает загр знение осаждаемого потока плазмы.

Целью изобретени вл етс увеличение производительности, улучшение качества покрыти и упрощение конструкции,

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл нанесени покрытий в вакууме , содержащем расходуемый катод, камеру-анод , поджигающий электрод и последовательно установленный стабилизирующий и фокусирующий соленоиды, расходуемый катод установлен эксцентрично относительно оси симметрии камерыанода и соленоидов и смещен в сторону подложки, а подложка размещена за пределами фокусирующего соленоида вне зоны пр мой видимости со стороны расходуемого катода.

Сущность изобретени состоит в том, что эксцентричное расположение катода позвол ет получить плазменный поток с вно выраженной направленностью, соответствующей искривлению силовых линий магнитного пол , так как величина напр женности магнитного пол уменьшаетс в направлении подложки.

На фиг. 1 изображено описываемое устройство , продольный разрез, и направление силовых линий магнитного пол , создаваемое соленоидами системы; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез, и направление силовых линий магнитного пол , создаваемого соленоидами системы.

Устройство содержит камеру-анод 1, последовательно установленные стабилизирующий соленоид 2 и фокусирующий соленоид 3, поджигающий электрод 4, расположенный в камере-аноде 1, расходуемый катод 5, установленный эксцентрично относительно оси симметрии камеры-анода 1, и соленоиды 6 и 7, создающие градиент напр женности магнитного пол , отклон ющий плазменный поток в направлении подложки 8.

Устройство работает следующим образом .

Через обмотку стабилизирующего соленоида 2 пропускают ток, создающий магнитное поле напр женностью 400016000 А/М. достаточное дл удержани катодного п тна на торце расходуемого катода 5, а через обмотку фокусирующего

соленоида 3 - ток, создающий напр женность магнитного пол 800-8000 А/М. Солв ноиды 6 и 7 создают напр женность магнитного пол 4000-16000 А/М, Между расходуемым катодом 5 и камерой-анодом 1 прикладываетс напр жение 60-90 В. Кратковременным касанием катода 5 поджигающим электродом 4 возбуждаетс дуговой разр д в парах материала катода, при этом макрочастицы, содержащиес в продуктах эрозии катода, движутс пр молинейно, а зар женна компонента плазмы движетс по траектории, близкой направлению силовых линий магнитного пол , создаваемого всеми соленоидами системы. Вследствие того, что катод установлен эксцентрично оси симмметрии камеры-анода и соленоидов с эксцентриситетом смещени , направленным в сторону подложки, а подложка размещена за пределами фокусирующего соленоида вне зоны пр мой видимости со стороны катода, макрочастицы эродируемого катода не могут попасть на нее. Конструкци предлагаемого устройства позвол ет наносить бездефектные покрыти с малой степенью шероховатости, упрощает конструкцию и позвол ет увеличить коэффициент использоЕгани материала катода и, соответственно , производительность. Испытани экспериментального макета установки с предлагаемым устройством показали, что при токе дуги 70 А на титановом катоде величина ионного тока, позвол ющего однозначно судить о производительности системы , проход щего на коллектор площадью 0,03 Mj составила 2,2 А. Потенциал коллектора - 80В относительно камеры анода. Максимальна плотность ионного тока составл ла 9 мА/см,

Опытна эксплуатаци предлагаемого устройства показала его более высокие технико-экономические характеристики по сравнению с базовым устройством. В частности , коэффициент использовани распыл емого материала катода выше в 2 раза, что позвол ет экономить дефицитные материалы (хром, титан, молибден, графит и т.д.). Кроме того, соответственно возрастает производительность процесса нанесени покрыти . Степень шероховатости получаемых покрытий составл ет ,08 мкм.

Claims

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ В ВАКУУМЕ, содержащее расV '