Способ получения тонких пленок

 

№ 109057

СССР

QllMCAl-АРЧЕ И -"" БР

К ABTG,""-"Ña:OÌÓ CBN

Г. И. Рукман, Я..А. Юхвидин и

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКИХ, ПЛЕНОК

Заявлено 28 октября 1955 г. за № 7106/455602 в Министерство радиотехнической промышленности СССР

Изобретение относится к области технологии нанесения тонких покрытий.

Существующие способы получения тонких пленок путем испарения наносимого вещества в вакууме, катодного распыления и осаждения из растворов не позволяют получать пленки равномерной плотности и толщины.

Контроль процесса образования пленки при этих способах затруднен, и поэтому получение серии идентичных пленок практически невозможно. Кроме того, весьма ограничены возможности этих способов для изготовления слоистых пленок.

В описываемом способе указанные недостатки устранены тем, что подлежащее нанесению вещество предварительно подвергают ионизации и в виде ионного луча, управляемого отклоняющей системой направляют на покрываемую поверхность так, что различные участки поверхности последовательно облучаются пучком ионов малых энергий, причем нейтрализовавшиеся ионы остаются на покрываемой поверхности в виде атомов или молекул, образуя тонкую пленку.

Схема получения пленки показана на чертеже.

В ионной пушке 1 нейтральные молекулы подлежащего нанесению вещества ионизируются одним из обычных способов и формируются в ионный луч. Система 2, аналогичная системе отклонения электронного луча в электронно-лучевой трубке, разворачивает вышедший из пушки ионный луч таким образом, что он последовательно строка за строкой обходит предназначенное для покрытия поле подложки-коллектора 8.

Энергия ионов непосредственно у коллектора не должна превышать несколько десятков электронных вольт во избежание разрушения слоя (точное значение максимально допустимой энергии ионов необходимо определять экспериментально в каждом конкретном случае). Необходимое торможение ионов может, например, создаваться подачей на коллектор соответствующего тормозящего потенциала. Некоторое размытне луча, связанное с торможением, благодаря непрерывному перемещению луча по покрываемой подложке, сказывается только вблизи контура покрываемой поверхности. Нейтрализуясь на коллекторе, ионы создают пленку одинаковой толщины и плотности. № 109057

Предмет изобретения

Способ получения тонких пленок, отличающийся тем, что, с целью получения однородной контролируемой по толщине в процессе изготовления пленки, подлежащее нанесению вещество предварительно подвергают ионизации (одним из обычных способов) и в виде ионного, управляемого отклоняющей системой луча направляют на покрываемую поверхность, служащую коллектором ионного тока так, что различные участки поверхности последовательно облучаются пучком ионов малых энергий, причем нейтрализовавшиеся ионы остаются на покрываемой поверхности в виде атомов или молекул, образуя тонкую пленку.

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор И. М. Макаров. Гр. 209

Поди. к печ. 15.VIII-59 г.

Тираж 1200 Цена 25 коп.

Информационно-издательский отдел.

Объем 0,17 п. л. Зак. 2989

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14.

Количество наносимого вещества определяется временем напыления и силой ионного тока. Так как обе эти величины могут контролироваться с большой степенью точности, то это дает возможность получения неограниченного количества идентичных пленок. Ниже для оценки возможностей метода приведен ориентировочный расчет времени, необходимого для получения пленки серебра толщиной в 0,5 микрона на площади 10Х10 мм .

Объем пленки V = 1 Х 1 Х 5 10- см

Масса пленки М = )V = 52,5 . 10 — г (плотность пленки считается такой же, 1еак плотность серебра в слитке). Количество атомов серебра и равйое ему количество ионов серебра, образовавших пленку м 52,5 10-" — — 1 65 10 .„103 =3 10" части (т — масса атома серебра в граммах, равная массе протона, умноженной на атомный вес серебра).

Считая, что ионы несут единичный заряд, всего при образовании пленки перенесен заряд

Q = 3 10ьз 1,6 10 "=0,5 кулона.

Время, необходимое для получения пленки при ионном токе порядка 100 мка равно

Q 5 10 — 10,. = 5000ceK. = 1,5 vaca