Электродуговой испаритель А.Н.Руднева Советский патент 1993 года по МПК C23C14/34 

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано для получения покрытий и тонких пленок путем осаждения паров материалов в вакууме.

Цель изобретения - повышение равномерности покрытий по толщине, упрощение конструкции и увеличение производительности испарителя.

На чертеже изображен испаритель, который состоит из водоохлаждаемого катода 1, водоохлаждаемого анода 2, выполненного в виде однорядовой цилиндрической спи- рали, автоматического поджигающего электрода 3 и подложки 4, на которую конденсируется покрытие. Катод 1 и один из концов спирали соединены с клеммами генератора дуги постоянного тока.

Испаритель работает следующим образом.

Автоматический поджигающий электрод 3 возбуждает дугу, которая возникает между катодным пятном на поверхности катода 1 и точкой А на поверхности анода 2.

При подключении одного из концов спирали водоохлаждаемого анода 2 к положительной клемме генератора дуги постоянного тока, а другой клеммы - к катоду 1 на участке между точкой токоподвода и некоторой точкой А на первом витке спирали начинает протекать разрядный ток. Этот ток вызывает появление собственного с незамкнутой конфигурацией магнитного поля отрезка соленоида, которое взаимодействует с плазменным шнуром дугового разряда таким образом, что заставляет точку А еще дальше смещаться по виткам анода соленоида в точку В и так далее, в которых процесс повторяется вновь. В результате такого движения точки В образуется магнитное поле замкнутой конфигурации полного витка соленоида, под действием которого катодное пятно фиксируется на поверхности катода, совершая круговое движение. Радиус этого движения изменяется до тех пор, пока точка В не переместится в максимально удаленную по отношению к точке токоподвода точку С,

00

ы

«ж&

СЛ

д

Јь

ы

в которой еще возможно существование дуги, а тангенциальная составляющая магнитного поля соленоида, расположенная в плоскости катода, достигает максимального значения. В этой точке катодное пятно про- должает совершать круговое движение по фиксированному радиусу на поверхности катода вследствие взаимодействия с магнитным полем рязрядного тока, протекающего во всех витках соленоида.

. Однако условия горения дуги в этой точке нестабильны и дуга самопроизвольно погасает или перебрасывается в точку А (в последнем случае процесс повторяется вновь). В случае погасания дуги срабатыва- ет автоматическое устройство прджига и процесс повторяется сначала.

В случае плоского катода ось анода электродугового испарителя размещена перпендикулярно поверхности катода, а в случае цилиндрического катода анод и катод расположены соосно.

Таким образом, вращение катодного пятна достигается специальной формой анода в виде однорядовой цилиндрической спирали, что существенно упрощает конструкцию электродугового испарителя. Кроме того, катодное пятно в данном испарителе движется по спиральной траектории, что способствует более равномерной выработ-

ке материала катода, уменьшает содержание капельной фазы и увеличивает равномерность толщины получаемых покрытий и пленок, кроме того, данный анод увеличивает производительность испарителя для получения покрытий, так как отсутствует вторая ветвь спирали, экранирующая полезный поток осаждаемого материала.

Фор м у ла изобретения 1. Электродуговой испаритель, содержащий катод из испаряемого материала, анод, поджигающий электрод, генератор дуги, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности покрытий по толщине, упрощения конструкции и увеличения производительности испарителя, анод вцполнен в виде охлаждаемой однорядовой цилиндрической спирали, витки кото-, рой отделены один от другого, а один из концов спирали соединен с положительной клеммой генератора дуги постоянного тока. 2. Испаритель по п. 1,отличающийся тем, что ось анода размещена перпендикулярно поверхности катода вслучае плоского катода.

3, Испаритель по п. 1, отличающий с я тем, что катод и охватывающий его анод расположены соосно в случае цилиндрического катода.

Использование: в вакуумной технике при нанесении покрытия путем осаждения паров электропроводных материалов. Сущность изобретения: в электродуговом испарителе электропроводных материалов анод выполнен в виде охлаждаемой однорядовой цилиндрической спирали, витки которой отделены один от другого, а один из концов спирали соединен с положительной клеммой генератора дуги постоянного тока, причем площадь катода не превышает площадь анода, что позволяет расширить технологические возможности, повысить равномерность покрытий, упростить конструкцию и увеличить производительность. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.