Испаритель электропроводящих материалов Советский патент 1978 года по МПК C23C13/08 

I

Изобретение ОТНОСИТСЯ к технологии вакуумных покрытий н тойкнх пленок н может быть использовано в качестве испарителя для получения различных электропроводящих покрытий н тонких пленок.

Известен испа жтель электропроводящих материалов, испарение в котором осуществляется катодньм пятном вакуумной дуги fl .

Однако срок службы испарителя небольшой из-за отсутствия стабилизации катодных пятен дуги на рабочей поверхности катода.

Известен сильноточный плазменный испаритель электропроводящих материалов, содержащий катод,..анод и магнитную систему с полюсными .наконечниками f расположенную под катодом и создакядую на рабочей поверхности катода неоднсюодное тангенциальное магнитное поле 2j.

Однако в указанном устройстве обес печивается стабилизгщия разряда в выг деленной зоне рабочей поверхности к тода, где индукция внешнего магнитнб го поля имеет только один компонент, параллельный поверхности катода. При этом зона испаряемой поверхности зависит от жесткости стабилизации ка тодных пятен на рабочей поверхности катода, которая определяется величи ной индукции магнитного поля. Малая ишрина зоны испаряемой поверхности 5 ограничивает срок службы испарителя, снижает коэффициент использовання материала и эффективность охлги цвния, что приводит к перегреву материала и возрастанию доли генерируемых катодным пятне дугн мйкрокапель, ухудшающих качества покрытий.

цель изобретения - увеличение сро ка службы испарителя.

Достигается это тем, что в предлаS гаемом испарителе электропроводящих материалов, содержащих анод, катод и магнитную систему с полюсными наконечниками, расположенную под катодами, полюсные наконечники выполнены в виде

0 чередующихся впадин и выступов, маг-; нитная система содержит катушку, включенную в цепь питания испарителя.

На чертеже изображен описываемый испаритель. Он содержит принуднтель- но охлаждаемый плоский катод 1, выполненный из испаряемого материала, водоохлаждаемыя анод 2, изолятор 3, разделяющий участком поверхности 4 рабочую поверхность катода 1 от поверхности анода 2, и азимутально замкнутую магнитную систему, выполнен ную в виде ярма (фланца) 5, полюсных наконечников 6 и 7, образующих между собой зазор 8 в виде чередующихся впадин и выступов. Магиит-ная систем снабжена встречно включенными- электромагнитными катушками 9 и 10, приче катушка 9 питается от отдельного источника .питания 11, а катушка 10 включена последовательно в цепь дуги, питаемой от источника 12 однополярных импульсов напряжения с р егулируемой амплитудой, длительностью и частотой следования. Плоский катод 1, охлаждаекклй системой охлаждения 13 (вход и выход охлаждакняей жидкости показан на чертеАсе стрелками) , расположен над полюсными наконечниками (5 и 7 магнитной системы и изолирован от нее при помощи изолятора 14. Подача охлаждающей жидкости в анод 2 осуществляется через токовводы 15 и 16. Испаритель работает следующим образом. При подаче напряжения на катод 1 и анод 2 происходит пробой по поверхности 4 изолятора 3, на которую предварительно нанесена проводящая пленка, и на границе раздела катод-изолятор, вынесенной из области максимума неоднородного магнитного поля, создаваемого полюсными наконечниками 6 и 7, возбуждается катодное пятно. Под действием неоднородного магнитного поля рассеяния на рабочей порерхност. катода катодное пятно совершает сложное движение, быстро перемещаясь в зону максимума поля (вблизи оси зазо ра между полюсными наконечниками 6 и 7) и поперек силовых линий магнитного поля. Достигнув зоны максимума поля, катодное пятно движе гся только лишь поперек силовых линий поля, т.е. совершает круговое движение вдоль полю ных наконечников. За время установле ния тока дуги величина магнитного пол на поверхности катода, создаваемого катушкой 9, подбирается таким образом чтобы обеспечить быстрый увод катодного пятна из зоны контакта катодизолятор. При установившемся токе дуги катушка 10, включенная встречно катушке 9, обеспечивает ослабление напряженности магнитного поля на поверхности катода, что уменьшает жесткость стабилизации катодного пятна и увеличивает ширину зоны испарения. При горении вакуумной дуги происходит испарение материала катода катодным пятном дуги, генерируется плазма катодного материала, которая, конденсируясь на поверхности конденсации, образует покрытие. Часть плазмы (доли процента обще.го расхода), генерируемой в период горения импульсной вакуумной дуги, осаждается на поверхности 4 изолятора 3 и восстанавливает на ней проводящую пленку, необходимую для периодического возбуждения дуги переменного тока (при естественном прохождении тока дуги через ноль), Использование указанной конфигурации полюсных наконечников и применение дополнительной электромагнитной катушки позволяет в несколько раз увеличить область испарения и тем самым повысить срок службы испарителя Формула изобретения 1.Испаритель электропроводящих материалов, содержавши анод, катод и магнитную систему с полюсными наконечниками, расположенную под катодом, , отличающийся тем, что, с целью его увеличения срока службы, полюсные наконечники выполнены в виде чередующихся впадин и выступов, 2.Испаритель поп.1, отлич а щ.и и с я тем,что магнитная системасодержит катушку, включенную в цепь питания испарителя.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент ОНА 3437260, кл. 230-69, 1969. 2.Журнал технической физики, том 29, вып. 3, с. 278-288, 1959.

г

ч-. 16