Устройство для нанесения покрытий в вакууме Советский патент 1992 года по МПК C23C14/36 

поверхностью сепаратора, что вызывает загрязнение осаждаемого потока плазмы.

Целью изобретения является увеличение производительности, улучшение качества покрытия и упрощение конструкции,

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для нанесения 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 прямой видимости со стороны расходуемого катода.

Сущность изобретения состоит в том, что эксцентричное расположение катода позволяет получить плазменный поток с явно выраженной направленностью, соответствующей искривлению силовых линий магнитного поля, так как величина напряженности магнитного поля уменьшается в направлении подложки.

На фиг. 1 изображено описываемое устройство, продольный разрез, и направление силовых линий магнитного поля, создаваемое соленоидами системы; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез, и направление силовых линий магнитного поля, 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 напряженности магнитного поля, отклоняющий плазменный поток в направлении подложки 8.

Устройство работает следующим образом.

Через обмотку стабилизирующего соленоида 2 пропускают ток, создающий магнитное поле напряженностью 400016000 А/М. достаточное для удержания катодного пятна на торце расходуемого катода 5, а через обмотку фокусирующего

соленоида 3 - ток, создающий напряженность магнитного поля 800-8000 А/М. Солв ноиды 6 и 7 создают напряженность магнитного поля 4000-16000 А/М, Между расходуемым катодом 5 и камерой-анодом 1 прикладывается напряжение 60-90 В. Кратковременным касанием катода 5 поджигающим электродом 4 возбуждается дуговой разряд в парах материала катода, при этом макрочастицы, содержащиеся в продуктах эрозии катода, движутся прямолинейно, а заряженная компонента плазмы движется по траектории, близкой направлению силовых линий магнитного поля, создаваемого всеми соленоидами системы. Вследствие того, что катод установлен эксцентрично оси симмметрии камеры-анода и соленоидов с эксцентриситетом смещения, направленным в сторону подложки, а подложка размещена за пределами фокусирующего соленоида вне зоны прямой видимости со стороны катода, макрочастицы эродируемого катода не могут попасть на нее. Конструкция предлагаемого устройства позволяет наносить бездефектные покрытия с малой степенью шероховатости, упрощает конструкцию и позволяет увеличить коэффициент использоЕгания материала катода и, соответственно, производительность. Испытания экспериментального макета установки с предлагаемым устройством показали, что при токе дуги 70 А на титановом катоде величина ионного тока, позволяющего однозначно судить о производительности системы, проходящего на коллектор площадью 0,03 Mj составила 2,2 А. Потенциал коллектора - 80В относительно камеры анода. Максимальная плотность ионного тока составляла 9 мА/см,

Опытная эксплуатация предлагаемого устройства показала его более высокие технико-экономические характеристики по сравнению с базовым устройством. В частности, коэффициент использования распыляемого материала катода выше в 2 раза, что позволяет экономить дефицитные материалы (хром, титан, молибден, графит и т.д.). Кроме того, соответственно возрастает производительность процесса нанесения покрытия. Степень шероховатости получаемых покрытий составляет ,08 мкм.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПО,КРЫТИЙ В ВАКУУМЕ, со.л,ерж,зщее рас ,.. - V Изобретение .относится к нанесению покрытий 8 вакууме и может найти применение в микроэлектронике, машиностроении, оптике. Известно устройство для нанесения по:крытий путем конденсации ионизированных частиц, из.влечеичых из плазмы с помощью градиента магнитного поля. Недостатком извЭстного устройства--явля.ется малаяпроизводительность, обусловленная тем,- что плазма генерируется в направлении, перпендикулярном силовым линиям магнитного поля. Известно также устройство для нанесения 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 яв- -ляется низкая плотность ионного тока походуемый катод, камеру-анод, поджигаюliiviM электрод и последовательно установленные стабилизирующий и фокусируюа1Ий соленоиды, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности, улучшения качес;тва покрытия и упрощения 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 прямой видимости со стороны расходуемого катода. стуг{ающего на подложку, и, соответственно, ймэкая производительность. Наиболее близким по технической сущности к заявленному является устройство для нанесения покрытий в вакууме, содержащее расходуемый катод, камеру-анод, поджигающий электрод и последоватэльно установленные стабилизирующий и фс кусирующий соленоиды и систему для создания градиента напряженности магнитного поля в направлении от катода к подложке. Недостатком известного устройства для нанесения покрытий в вакууме с магнитным сепаратором является низкий коэффициент использования распыляемого материала катод и, как следствие, низкая производительность, что обуславливается, во-первых, отражением заряженных частиц от градиента напряженности магнитного поля, нарастающего по мере приближения к выходу системы, и, во-вторых, наличием поперечно. гамагнитного поля, ответственного за осаждение потока на поверхности сепаратора. Кроме того, конструкция устройства сложна м обусловливает контакт потока плазмы с.