СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ В ВАКУУМЕ Советский патент 1996 года по МПК C23C14/36 

Изобретение относится к области нанесения покрытий путем осаждения паров материала из плазмы дугового разряда в вакууме и может быть использовано в микроэлектронике, машиностроении, приборостроении и других областях науки и техники.

Известен способ получения покрытий в вакууме, заключающийся в возбуждении дугового разряда в парах материала расходуемого электрода и конденсации пароплазменного потока этого материала на подложке [1]
Недостатком известного способа является низкое качество покрытия из-за наличия в пароплазменном потоке капельной фазы, источниками которой являются окклюдированные газы в испаряемом материале и термоупругие напряжения.

Цель изобретения повышение качества покрытий за счет снижения капельной фазы пароплазменного потока, достигается тем, что в способе получения покрытий в вакууме, заключающемся в возбуждении дугового разряда в парах материала расходуемого электрода и конденсации пароплазменного потока этого материала на подложке, на расходуемый электрод воздействуют ультразвуковыми колебаниями.

Способ получения покрытий в вакууме реализуется с помощью устройства, представленного на чертеже.

На расходуемый электрод (катод) 1, эродируемый в микропятнах дугового разряда, возбуждаемый между катодом и анодом 2 в парах испаряемого материала, воздействуют ультразвуковыми колебаниями от ультразвукового источника 3.

При воздействии ультразвуковых колебаний на эродируемый катод 1 происходит дробление жидкой фазы материала катода в микропятнах вакуумной дуги на поверхности расходуемого электрода. Формирующийся в разряде пароплазменный поток 4 содержит капли значительно меньших размеров, не снижающих качество покрытий на подложке, вследствие дробления и распыления жидкой фазы в микропятнах дуги в результате звукового давления. Под действием ультразвуковых колебаний в жидкой фазе осуществляется процесс кавитации с образованием мельчайших пузырьков паров металла и последующим их схлопыванием, сопровождающимся возникновением местных давлений (до 5000 кгс/см²), приводящих к разрушению капель и снижению их количества. Ультразвуковые волны в эродирующем электроде способствуют растеканию жидкой фазы металла по поверхности электрода, занятого разрядом, что приводит к уменьшению микронеровностей поверхности и, как следствие, уменьшению размеров капель.

Пример осуществления способа. Ультразвуковые колебания частотой 100 кГц от ультразвукового преобразователя подавались на катод, изготовленный из Cu и W. Полученные пленки толщиной 100 А исследовались на электронном микроскопе (IEM-120).

Размеры капель в пленках вольфрама не превышали 0,1 мкм, а в пленках меди ≥ 0,3 мкм. Снижение размеров капель позволяет получать покрытия высокого качества не препятствующие получению металлизационных слоев М-Д-М и М-Д-П структур для производства полупроводниковых приборов в микроэлектронике.

Способ получения покрытия в вакууме, заключающийся в возбуждении дугового разряда в парах материала расходуемого электрода и конденсации пароплазменного потока этого материала на подложке, отличающийся тем, что, с целью повышения качества покрытий за счет снижения капельной фазы пароплазменного потока, на расходуемый электрод воздействуют ультразвуковыми колебаниями.

Способ получения покрытия в вакууме, заключающийся в возбуждении дугового разряда в парах материала расходуемого электрода и конденсации пароплазменного потока этого материала на подложке, отличающийся тем, что, с целью повышения качества покрытий за счет снижения капельной фазы пароплазменного потока, на расходуемый электрод воздействуют ультразвуковыми колебаниями.