Импульсный генератор эрозионной плазмы Советский патент 1981 года по МПК H03K3/53 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ ГБНЕРАТОР ЭРОЗИОННОЙ ПЛАЗМЫ

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в технологическом оборудовании для нанесения вакуумных покрытий, например, в микроэлектронике.

Известен импульсный генератор, содержащий накопитель энергии, импульсную электроразряцную систему (лампу накачки ОКГ), параллельно которой подключен тиристор с последовательно соединенным гасяшим резистором Ll j .

Недостатком устройства является низкий КПД, так как значительная часть энергии накопителя теряется в тиристоре.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является импульсный генератор эрозионной плазмы, содержащий накопительный конденсатор, подсоединенную к нему коаксиальную электроразрядную систему, содержащую формиру ющий и плазмообразуюший электроды, систему поджига, подсоединенную к плаэмообразующему электроду, и соленоид, расположенный так, что он охватьюает

своим магнитным полем электроразряг ную систему 2 J .

Недостатком устройства является ниэкая воспроизводимость параметров наносимых покрытий, обусловленная тем, что количество испаряемого материала про порционально электрическому заряду, переносимому через промежуток межцу электродами. Вследствие нестабильности напряжения питающей сети и технологи10ческого разброса параметров накопительных конденсаторов, заряд, переносимый через генератор, изменяется, вызывая разброс по толлине нанесенного покрытия.

Цель изобретения - повышение вос15произвооимости параметров наносимых покрытий путем стабилизации ббдичиуыэлектрического заряда, протекающего через импульсный генератор эрозионной плазмы.

20

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный генератор эрозионной плазмы, содержащий накопительный конденсатор, подсоединенную к нему коак3сильную электроразрядиую систему, состоящую из формирующего и плазмообразующего электрода, систему поожига и соленоид, введены токовый датчик, интегратор и компаратор, причем вход токового датчика соединен с одним, из элек тродов электроразряпной системы, а вьгход его - со входом интегратора, выход которого соединен со входом Компаратора, выход которого подсоединен к соленоиду. На чертеже приведена функциональная Схема импульсного генератора эрозионной плазмы. Генератор включает в себя накопительный конденсатор 1, подсоединенную к нему Коаксиальную электроразрядную систему 2, содержащую формирующий 3 и плаамообраэутощий 4 электроды, систему 5 поджига, соленоид 6, расположенный так, что он охватывает своим магнитным nojKM коаксильную электроразрядную систему, токовый датчик 7, 1штегратор 8, компаратор 9, вход токового датчика 7 соединен с формирующим электродом 3 коаксильной элeктpopaзpяшioй системы 2 выход со входом интегратора 8, выход интегратора 8 соединен с о входом компаратора 9, а выход компаратора 9 с соленоидом 6 Генератор работает следующим образом. С помощью системы Р поджига вблизи плазмообразуюшего электрода 4 создается облач .о инициирующей плазмы, за сче которого формируется проводящий к-анал между плазмообразующим 4 и формирующим 3 электродами, и по нему начинает протекать ток за счет энергии, накоптюнной в накопительном конденсаторе 1. В токовом датчике 7 вырабатывается сигна пропорциональный величине этого тока. Сигала на выходе интегратора 8 пропорц онален интеграл тока в разрядной цепи, т.е. величине электрического заряда, перенесенного через межэлеКтроД1 ый проме жуток. Когда величина выходного сигнала интегратора достигает предварительно установленного порога сравнения, в компар торе 9 вырабатывается импульс тока, ко торый протекает через соленоид 6, и со- адаваемое им магнитное nons повьтшает 1 импеданс плазмы до такой величины, что ток через межэлектродный промежуток уменьшается до величины тока среза и разряд прекращается. Время прекращения разряда определяется скоростью нарастания магнитного поля и временем распада плазмы и достигает 2 МКС, т.е. задний фонт импульса получается достаточно крутым. В предлагаемом гейераторе стабильность величины заряда протекающего через межэлеткродный промежуток за один импульс, определяется только точностью элементов и может быть достаточно вьюокой, т.е. устройство позволяет дозировать количество вещества, напыляемого за один импульс, и задавая число импульсов - получать покрытия требуемой толщины. Кроме этого, меняя величину порога Компаратора, можно легко регулировать энергию импульса. Кроме этого, генератор позволяет получать импульсы с крутым задним фронтом, что приводит к снижению капельной фазы в плазме. Формула изобретения Импульсный генератор эрозионной . плазмы, содержащий накопительный конденсатор, подсоединенную к нему коаксиальную электроразрядную систему, состоящую из формирующего и плазмообра- зующего э1юКтрода, систему поджига и соленоид, отличающийся тем, что, с целью повышения воспроизводимости параметров наносимых покрытий, введены токовый датчик, интегратор и компаратор, причем вход токового датчика соединен с одним, из электродов электроразрядной системы, а выход егосо входом интегратора, выход которого соединен со входом компаратора, выход которого подсоединен к-соленоиду. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидеге;ьство СССР f 298063, кл. Н 03 К 5/01, 11.03.71. 2,Джилмаур А,, Локвуд Д. Импульсные генераторы металлической плазму ТИИЭР, 1972, N9 8, (прототип).

f

8