УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПЛЕНОК ИОННО-ПЛАЗМЕННЫМ РАСПЫЛЕНИЕМ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В ВАКУУМЕ Советский патент 1995 года по МПК C23C14/36 

Изобретение касается нанесения покрытий в вакууме, а именно устройств ионно-плазменного распыления сегнетоэлектри- ческих материалов.

Целью изобретения является повышение качества пленок за счет более равномерного распределения плотности ионного тока и температуры разогрева по поверхности мишени, обуславливающего более равномерное распыление мишени и соответственно повышение равномерности пленок по толщине.

На чертеже изображена конструкция устройства для ионно-плазменного распыления, сегнетоэлектрических материалов в вакууме.

Устройство содержит сегнетокерамическую дисковую мишень 1, например из титаната бария, на нераспыляемой стороне которой в центральной части расположена электропроводная прокладка 2, выполненная, например, в виде нанесенной пленки никеля толщиной 0,01-0,1 мм (или вожженной платиновой пасты). Область металлизации находится в пределах 0,5-0,75 диаметра мишени. Мишень 1 установлена в токоподводе в виде кольца 3, изготовленной, например, из титана толщиной 6-8 мм. Токоподвод и мишень расположены на пьедестале 4, например, выполненном в виде пластины плавленого кварца, под которой размещен нихромовый узел разогрева 5. Над распыляемой стороной мишени 1 находится подложкодержатель 6 с подложкой 7.

Выполнение токоподвода в виде кольца 3, а диаметра дисковой прокладки 2, равным 0,5-0,75 диаметра мишени, позволяет снизить сопротивление для тока распыления, проходящего через центральную часть мишени, закорачивая этот участок мишени со стороны пьедестала прокладкой 2. Тем самым создаются условия для выравнивания плотности тока распыления по всей поверхности мишени.

В случае, если диаметр прокладки 2 меньше половины диаметра мишени, то сопротивление мишени 1 между прокладкой 2 и боковой поверхностью кольца 3 остается достаточно большим, обуславливая тем самым повышенную плотность тока распыления в периферийной части мишени вблизи кольца 3, что приводит к повышению неоднородности за счет снижения толщины напыляемых пленок над центральной частью мишени. Если диаметр прокладки 2 более чем 0,75 диаметра мишени, то сопротивление между прокладкой 2 и токоподводом в виде кольца 3 становится столь незначительным, что центральная часть мишени начинает прогреваться сильнее, чем периферия, обуславливая тем самым повышенную неоднородность по толщине напыляемой пленки с резким спадом к краю мишени. Такое же неоднородное распределение получается, когда вся тыльная сторона мишени металлизирована или обеспечен каким-либо путем надежный электрический контакт по всей поверхности с проводящим пьедесталом.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно устройство размещают в вакуумной камере, которую откачивают до давления 2,66˙10^-3 Па. Напуская натекателем кислород, устанавливают давление 1,6˙10 Па. После этого сегнетоэлектрическую мишень 1 разогревают узлом разогрева 5 до температуры, достаточной для зажигания разряда (623-673 К). Затем через токоподвод в виде кольца 3 подают на мишень 1 отрицательное напряжение 900 В и производят распыление ее материала. Распыленный материал мишени 1 наносится на подложку 7.

Экспериментальная проверка данного технического решения показала, что при работе с сегнетоэлектрической мишенью, выполненной в виде керамического диска диаметром 120 мм и толщиной 5,5 мм с металлизацией диаметром 70 мм центральной части нераспыляемой стороны мишени получены пленки на подложках диаметром 120 мм с разбросом по толщине ±10%

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПЛЕНОК ИОННО-ПЛАЗМЕННЫМ РАСПЫЛЕНИЕМ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В ВАКУУМЕ, содержащее диэлектрический держатель с дисковой мишенью, размещенную между ними дисковую электропроводную прокладку, токоподвод и узел разогрева мишени, отличающееся тем, что, с целью повышения качества пленок за счет повышения равномерности распыления мишени, токоподвод выполнен в виде кольца, примыкающего к боковой поверхности мишени, а диаметр прокладки составляет 0,5-0,75 диаметра мишени.