ПРОТЯЖЕННЫЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ИСПАРИТЕЛЬ МЕТАЛЛОВ Советский патент 1994 года по МПК C23C14/56 

Изобретение относится к технике нанесения покрытий в вакууме и может быть использовано для получения многослойных металлических пленок на металлах и диэлектриках.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет нанесения многослойных покрытий.

Выполнение катода в виде отдельных электроизолированных секций, изготовленных из различных материалов, входящих в состав многослойного покрытия, обеспечивает использование одной группы анодов для испарения материала с поверхности различных секций катода. При помощи механизма перемещения секций катода в горизонтальной плоскости обеспечивается нахождение между анодами только одной секции катода, что приводит к созданию одинаковых условий осаждения испаренного потока от различных секций катода на подложку и получению однородного покрытия.

Выполнение катода в виде барабана с закрепленными на его поверхности секциями и соединение с механизмом, обеспечивающим его вращение, позволяет сократить место, отведенное под катод в испарителе, а также обеспечить замену отработавших секций, при необходимости, в нерабочем их состоянии.

Выполнение секций катода электроизолированными предотвращает горение дуги одновременно на двух секциях катода, а эквипотенциальность секций катода, достигаемая подключением двух противоположных концов катода к одному полюсу источника питания, необходима для устойчивого горения дуг и равномерного распределения катодных пятен по поверхности секций катода.

На фиг. 1 представлен электродуговой испаритель металлов, где изображены секции катода 1, механизм 2 перемещения катода, секционный анод 3, экраны 4, источник 5 питания, переключатель 6, поджигающий электрод 7.

На фиг. 2 представлен катод в виде барабана.

Протяженный электродуговой испаритель (фиг. 1) состоит из электроизолированных секций катода 1, каждая из которых изготовлена из металла, входящего в состав многослойного покрытия, механизма 2 перемещения катода, обеспечивающего поступательное перемещение его в горизонтальной плоскости. Вдоль катода, с обеих сторон расположен секционный анод 3. Между секционным катодом 1 и секционным анодом 3 находятся электроизолированные экраны 4. Секционный анод 3 и электроизолированные экраны 4 расположены по отношению к катоду 1 со стороны подложки, причем в поле прямой видимости находится только одна секция катода 1. Источник 5 питания отрицательным полюсом подключен к катоду при помощи скользящих контактов, расположенных в двух противоположных концах секционного катода, для создания на поверхности каждой рабочей секции катода 1 поля равного потенциала. Положительный полюс источника 5 питания подключен к переключателю 6, через который он подводится к каждой секции анода 3. Поджиг дуги осуществляют при помощи поджигающего электрода 7, электрически соединенного с положительным полюсом источника 5 питания.

Электродуговой испаритель металлов работает следующим образом.

Испаритель помещают в рабочую камеру (не показан). В камере создается рабочее давление ниже 10^-2 Па. Устанавливают при помощи механизма перемещения катод 1 в такое положение, чтобы в поле видимости со стороны подложки находилась одна секция катода 1. Включают источник 5 питания. Поджигающим электродом 7 инициируют дуговой разряд между секцией катода 1 и секционным анодом 3. Переключателем 6 подают напряжение к секциям анода 3, зажигают дугу, в результате чего обеспечивается перемещение катодных пятен по длине секции катода 1. После завершения напыления определенного металлического слоя выключают источник 5 питания. Затем с помощью механизма перемещения катода 2 подводят в рабочую зону другую секцию катода 1, изготовленную из другого материала так, чтобы обеспечить надежный контакт ее с токоподводами от отрицательного полюса источника 5 питания, обеспечивающими эквипотенциальность секций катода 1, и инициируют дугу с помощью поджигающего электрода 7. В дальнейшем повторяют те же операции при переходе от одной секции катода 1 к другой.

Подачу требуемой секции катода в зону испарения осуществляют вращением барабана при помощи механизма 2 вращения. При этом установленные токоподводы также обеспечивают эквипотенциальность той секции катода 1, с которой испаряется материал.

Использование: в технике нанесения покрытий в вакууме для получения многослойных металлических пленок на металлах и диэлектриках. Сущность изобретения: выполнение катода в виде отдельных электроизолированных секций, изготовленных из различных материалов, входящих в состав многослойного покрытия, обеспечивает использование одной группы анодов для испарения материала с поверхности различных секций катода. При помощи механизма перемещения секций катода в горизонтальной плоскости обеспечивается нахождение между анодами только одной секции катода, что приводит к созданию одинаковых условий осаждения испаренного потока от различных секций катода на подложку. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ПРОТЯЖЕННЫЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ИСПАРИТЕЛЬ МЕТАЛЛОВ, содержащий протяженный катод, секционный анод, средство удержания катодных пятен на испаряемой поверхности катода, средство инициирования дугового разряда, токоподводы со средством переключения положительного вывода источника питания поочередно на секции анода, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей испарителя за счет нанесения многослойных покрытий, катод выполнен в виде электроизолированных секций из металлов, входящих в состав покрытия, при этом испаритель дополнительно содержит механизм перемещения катода относительно секционного анода. 2. Испаритель металлов по п.1, отличающийся тем, что секционный катод выполнен в виде барабана, на поверхности которого расположены секции.