Способ нанесения металлических покрытий Советский патент 1983 года по МПК C23C13/00 

Изобретение относится к способам нанесения покрытий, в частности к получению тонких металлических пленок цля проведения физических исследований. Известен способ нанесения тонких пле нок путем испарения вещества в высоком вакууме, что обеспечивает получение чистого слоя С1 j. Оцнако это требует использования аос таточно сложных и дорогостоящих устано- вок и Значительного времени для введени установки в режим и получения чистых вакуумных условий. Наиболее близким по технической сущности к данному предложению является способ нанесения металлических покрытий включающий испарение и конденсацию металла в газовой среде С2 3 Оцнако при этом возможно загрязнени слоя примесями, содержащимися в газе, в результате чего получаются покрытия низкого качества.. Цепь предложения - повышение качест ва покрь тий и их чистоты. Г1оставпенная цель достигается тем, что в способе нанесения металлических покрытий, включакжцем испарение и кон- цексацйго металла в газовой среде, испарение проводят при температуре конденсации газа, например в жидком гелии, Для реализации изобретения использу ется устройство, изображенное на чертеигеВ сосуд 1 с ожиженным газом поме- .щаегся устройство, состоящее из колпака пспарителя 2 и подложки 3, Испаряемое вещество помещается в испаритель, кото pbUvi является, например, спираль из тонкой вольфрамовой, рениевоЙ танталовой молибденовой проволоки. Спираль наг резается током, при этом жидкий ге ЛИЙ 4 ив колпака вытесняется, и происходит испарение находящегося в испарителе вещества при температуре . конденсации газа, пары которого вмес- те с паром ожиженного газа увлекаются в верхнюю часть колпака, где конденсируются на его холодных стенках и на прикрепленных к ним подложках. Разогрев нагревателя или непосредственно испаряемого вещества может также производиться высокочастотным Полем (в aTow случае удобно использование небольшого цилиндрического нагревателя, изготовленного из тонкой фопьги указанных №1ше металлов) или лучом лазера. Пример 1. В испаритель помещается навеска цинка, которая испаряется при температуре конденсации галия на ситалловую подложку, при токе 2,5 А. После конденсации на ситалловой поцложке образуется аморфный слой цинка, имекщий высокое спротивление. Электронномикро- скопическое исследование показало мелкодисперсную структуру слоя и высокую чистоту его. Пример 2. При тех же условиях, что и в примере 1 испаряется таллий при токе 3 А. При конденсации получается тонкий слой с высоким сопротивлением, который переходит I в сверхпроводящее состояние при Т 39 К, что соответствует температуре переходе чистого таллия. Получены также пленки следующих мет- таллов : Н, Jn ,РЪ, Sn, и Bi , Пленки Н , Ли , РЪ ,Sn переходят в сверхпроводящее состояние при этом их Т. соответствует Т, массивных образцов. В То же время в нормальном состоянии их остаточное сопротивление имеет весьма высокую величину. В случае Рь вплоть до RQ 4,6 м.см пленки переходят в сверхпро- - водящее состояние, а их Т имеет значекие Т; массивного металла. Это подтверждает высокую степень чистоты конденсированной пленки. Следует заметить, что жидкий гелий меет очень низкую теплоту испарения, равную 5,5 кал/г или 0,7 кап/см. Использование других сжиженных га зов, имекяцих существенно большую теплоу испарения, естественно позволяет рассеивать при испарении большие мсвдности при меньшем испарении ожиженного газа, В таблице приведены теплоты испарения и температуры кипения некоторых ожиженных газов.

Из приведенных данных видно, что использование предложенного метода возможно не только в гелии, но и в других ожиженных газах.15

: Предлагаемый способ дает следующие преимущества.

Высокая степень чистоты получаемых покрытий,, которая обеспечивается тем, 20 что упругость паров всех газов, за исключением водорода, при испарении в жидком гелии не превышает , а упругость

пара вгодорода при Т - ЗК составляет лишь 2,5 - 1СГ Па.

Получаемые пленки металлов имеют высокое качество и чистоту, определяемые их гранулярной структурой. В .случае свехпроводяших пленок их высокое удельное сопротивление в нормальном состоянии является положительным фактором при использовании их в различных криогенных устройствах, поскольку при этом производная сопротивления ло температуре в точке перехода очень велика.

1. CnOJCOB НАНЕСЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ, включающий . испарение и коН|Деисаиию металла в газовой среде, отличают нйся тем. Иго, с &епью повышения качества покрытий ш нх чистоты, испарение провоцот при температуре конценсш1ив газа 2. Способ по п. 1, о т п и ч а ю ш и и с я тем, что вспвреиие провоаят в жидком гелии. (Л с Од 1чЭ 00 t6