Испаритель из вольфрама Советский патент 1985 года по МПК C23C14/00 

frw}(Л

Од

IN:)

со ;о

Изобретение относится к нанесению покрытий в вакууме и может быть использован для получения качественных пленок, предназначенных для микроэлектронных устройств.

Известен испаритель типа «лодочка, выполненный из листового тугоплавкого металла с токоподводами, рабочая часть которого имеет секции в виде углублений для испаряемых металлов 1.

Недостатком этого испарителя является малый срок службы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является испаритель из вольфрама, содержащий испарительный элемент и токоподводы 2.

Недостатком этого испарителя является малый срок службы и низкое качество покрытия, получаемого с использованием этого испарителя. Малый срок службы испарителя связан с интенсивной коррозией, эрозией, испарением его при контакте с испаряемым материалом. Низкое качество пленок обусловлено попаданием брызг испаряемого вещества и примесей на подложку. В результате покрытие образуется крупнозернистое, с матовой поверхностью и плохой адгезией с подложкой, требует дощлифовки для снятия брызг.

Цель изобретения - увеличение срока службы испарителя и повышение качества покрытия за счет уменьщения количества примесей и брызг в испаренном веществе.

Поставленная цель достигается тем, что в испарителе из вольфрама, содержащем испарительн.ый элемент и токоподводы, исиспарительный элемент выполнен из монокристаллическрго или текстурированного поликристаллического вольфрама с ориентацией рабочей поверхности {110} и с содержанием примесей менее 0,15 мае./о.

При содержании в материале испарителя примесей ниже 0,15 Mac.Vo, что соответствует чистоте вольфрама более 99,85%, возрастает скорость осаждения покрытия вследствие увеличения коэффициента массопереноса испаряемого вещества и одновременного снижения концентрации испаряющихся примесей. В результате качество покрытия повышается, а именно уменьшается размер зерна, снижается матовость поверхности, повышается адгезия покрытия.

Испаритель изготовлен из монокристалла или из текстурированного поликристалла так, что поверхность, контактирующая с испаряемым веществом, соответствует плоскостям {по с наибольшей ретикулярной плотностью. Эти плоскости с плотнейшей упаковкой атомов слабо смачиваются испаряемым веществом, что уменьшает разрушение испарителя. Кроме того, при слабой смачиваемости увеличивается скорость испарения вещества, наносимого на подложку, что приводит к улучшению качества покрытия.

Испаритель, выполненный из вольфрама с содержанием примесей 0,15 мас.% и более, имеет следующие недостатки:

происходит интенсивное испарение примесей с испарителя на подложку; газовыделение из испарителя в зоне контакта с жидким испаряемым веществом вызывает мик.. ровзрывные процессы, в результате которых испаряемое вещество в виде капелек осаждается на подложке, ухудшая качество наносимого покрытия.

В испарителе, изготовленном так, что на поверхность контакта с испаряемым веществом выходят плоскости с малой ретикулярной плотностью, происходит интенсивное смачивание поверхности испаряемым веществом, которое разъедает испаритель.

На чертеже изображен испаритель, общий вид.

Испаритель состоит из испарительного элемента 1 и токоподводов 2. На испаритель подается испаряемый материал 3 в виде проволоки.

Пример. Из монокристалла вольфрама,

полученного методом плавления, вырезали испарительный элемент 1 в виде пластины толщиной 1,2 мм так, что на поверхность, контактирующую с испаряемым материалом 3, выходила плоскость fllO). Испарительный элемент 1 закрепляли в контактных зажимах установки для вакуумного напыления УВЕ-2М-2. Испаряемый материал 3 (алюминий) в виде проволоки подавали на разогретый прямым пропусканием электрического тока испаритель. Алюминий плавился,

испарялся и конденсировался на кремниевых подложках. Толщина покрытия составляла 1,4 мкм. Осажденный слой алюминия имел зеркальную поверхность, мелкозернистую структуру и хорошую адгезию с подложкой. Капельки алюминия на подложке

отсутствовали. Качество осажденного алюминия дополнительно контролировали путем сравнения параметров решетки а исходного и. напыленного алюминия. Для исходного алюминия чистотой 99,999 CL 4,0494 А.

5 Результаты испытаний предлагаемого испа рителя в сравнении с известным, принятым за базовый образец, представлены в таблице.

Как следует из данных табллцы, по сравнению с известным данный испаритель имеет

0 следующие преимущества, а именно: повыщается стойкость испарителя в 4 раза, повышается качество алюминиевых покрытий, улучшается адгезия с подложкой, пленка имеет мелкозернистую структуру, на пог верхности пленки отсутствуют брызги и она имеет зеркальный вид.

Выход годных приборов повышается на 2%, расход вольфрама снижается более чем В-4 раза.

2,23 Беспоря0,15 дочная

0,32010) 0,02

(100)

0,3

Преимущест0,1 веико (ЮО)

4,0481

Плохая (отслаивание при царапании)

Отсутствует 4,0502

Очень хорошая Слабая4,0503

4,0500

Хорошая

Средняя

ИСПАРИТЕЛЬ ИЗ ВОЛЬФРАМА, содержащий испарительный элемент и токоподводы, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы испарителя и повышения качества покрытия за счет уменьшения количества примесей и брызг в испаренном веществе, испарительный эле.мент выполнен из монокрйсталлического или текстурированного поликристаллического вольфрама с ориентацией рабочей поверхности {110} и с содержанием примесей менее 0,15 мас.%.