Устройство для нанесения тонких пленок в вакууме

 

Использование: нанесение покрытий в вакууме. Сущность изобретения: устройство содержит катодные пластины, размещенные таким образом, что они образуют стенки прямоугольного параллелепипеда. В устройстве создается поток атомов для образования тонкого слоя, наносимого на подложку, и одно-, временно поток ионов для бомбардировки слоя при его образовании. Слои могут быть сформированы на прозрачной подложке большого размера для использования в качестве листов стекла при строительстве зданий или для автомобилей. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 23 С 14/32

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕ НТУ

1 (21) 4356883/21 (22) 25,11.88 (46) 15,04,93. Бюл. М.14 (31) 48644А/87 (32) 27.11.87 (33) IT (71) Сочиета Италиана Ветро-СИ В-С.п,А, (1Т) (72) Франческо Себастьяно и Либерто Массарелли (IT) (56) Патент США N- 4,428.316, кл. С 27 С

15/00, 1984, Патент ГДР М 141932, кл. С 23 С 15/00, 1980.

Изобретение касается нанесения покрытий в вакууме, относится к магнетронным устройствам распыления и может быть использовано для нанесения покрытий на изделия:листовой формы в производстве затемненных стекол, .Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей устройства за счет обеспечения возможности обработ.: Ки подложек листовой протяженной формы и больших габаритов.

На фиг.1 изображена конструкция устройства; на фиг.2 — вид на устройство со стороны крепления мишеней.

Устройство содержит полый катод с мишенями 1 — 4, По его торцам расположены два анода 5 и 6.

Магнитный блок 7 с двумя полюсными . наконечниками противоположной полярности охватывает внешнюю поверхность пп„„Я2„„1809840 А3 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ТОН-"

КИХ ПЛЕНОК В ВАКУУМЕ (57) Использование: нанесение покрытий в вакууме. Сущность изобретения: устройство содержит катодные пластины, размещенные таким образом, что они образуют стенки прямоугольного параллелепипеда. В устройстве создается поток атомов для образования тонкого слоя, наносимого на подложку, и одно-. временно поток ионов для бомбардировки слоя при его образовании. Слои могут быть сформированы на прозрачной подложке большого размера для использования в качестве листов стекла при строительстве зданий или для автомобилей, 2 ил. лого катода, Со стороны подложкодержателя 8 расположен дополнительный злектрод

9. Внутренняя поверхность катода расположена перпендикулярно поверхности под- QQ ло>ккодержателя 8 и анодов 5 и 6, а С) дополнительный электрод 9 и один анод 6 К ) размещены со стороны подложкодержателя 0р

8 и выполнены с соосными отверстиями 10.

Катод выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда, при этом отношение длины короткой стороны параллелепипеда к его высоте составляет 1:1 и 1:2, а длина коротхои стороны парапяапапипада находится в (д> диапазоне 10 — 70 мм. На катоде закреплены две длинные 1 и 3, две короткие 2 и 4 пластины (мишени). Магнитный блок 7 выполнен на постоянных магнитах.

Полость 11 узла охлаждения 12 охватывает внешнюю поверхность полого катода.

Аноды 5 и 6 и дополнительный электрод 9

1Р09840

55 выполнены прямоугольной формы, а отверстия в них — щелевой формы. Устройство размещено в стеклянной или металлической камере; которая на фиг. не показана. внутри которой создается вакуум.

Устройство работает следующим образом, После получения высокого вакуума в камеру напускается рабочий газ, давление которого составляет 10,1 — 10.2 Па, а к катоду с мишенями 1 — 4 подводится напряжение

200-1000 В.

В результате происходит ионизация газа и между катодом и анодом 5 образуется электрический заряд. Ионы рабочего газа в разряде устремляются к катоду и, когда осуществляется контакт, один или более атомов материала мишеней 1 — 4 вытесняются при ударе. Отделившиеся атомы перемещаются в обратном направлении, энергия атомов пройорциональна энергии, которую отдают ионы при ударе; и направляются к противоположной стенке под углом, ограниченным 30 градусами. Атомы доходят до противоположной стороны катода и возвращаются в обратном направлении, но при этом они не сталкиваются с другими частицами.

При таком рикошете атомы с большей вероятностью сталкиваются с электронами газа, образующего плазму, и в свою очередь ионизируются. Между стенками катодов образуется большое количество ионов,- которые под действием положительного заряда анода 5 устремляются к противоположному выходу.и затем к подложкодержателю 8, на котором происходит осаждение требуемого покрытия.

Для получения достаточной степени ионизации атомов и соответствующих ионов и для получения требуемой толщины тонкого слоя, расстояние между мишенями

1 и 3 устанавливается в диапазоне 10-70 мм. Кроме того, отношение этого расстояния к высоте мишеней 1 и 3 находится в пределах 1:1-1;2.

При работе в устройстве создаются одновременно от одного и того же источника потоки атомов и ионов, которые при осаждении позволяют получить покрытие, которое может быть с успехом использовано в изделиях, находящихся в контакте с внешней средой..В качестве таких изделий можно указать листы стекла, покрытого тонким слоем, Это стекло может быть использовано для застекления зданий и для автомобилей.

Питание анода 6 осуществляется от отдельного источника напряжения и он обеспечивает повышение концентрации ионов в потоке распыленного материала.

Дополнительный электрод 9 извлекает и одновременно ускоряет ионы.

К электроду 9 подводится отрицательное напряжение от 5 кВ до 500 кВ для притяжения и ускорения ионов.

Группа электродов образует систему электрических линз для того, чтобы дополнительно к ускорению ионов осуществлялась их фокусировка, При помощи устройства возможно получить значительно более сильное и сфокусированное бомбардирование поверхности иэделий ионами, что позволит улучшить адгезию тонкого слоя к подложке на ограниченных участках.

Возможно, в частности, заменить плоские мишени 1 и 3 на другие; имеющие радиус кривизны с вогнутостью, обращенной к мишени 3, и наоборот.

Формула изобретения

1. Устройство для нанесения тонких пленок в вакууме, содержащее полый катод с расположенными по его торцам двумя анодами, магнитный блок с двумя полюсными наконечниками противоположной полярности, охватывающий внешнюю поверхность полого катода, подложкодержатель и дополнительный электрод, при этом внутренняя поверхность катода расположена перпендикулярно поверхности подложкодержателя и анодов, а дополнительный электрод и один из анодов размещены со стороны подложкодержателя и выполнены с соосными отверстиями, отличающееся тем,что, с целью расширения эксплуатационных возможностей устройства за счет обеспечения воэможности обработки подложек листовой протяженной формы и больших габаритов, катод выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда, при этом отношение длины короткой стороны параллелепипеда к его высоте составляет 1:1 — 1;2, а длина короткой стороны параллелепипеда находится в диапазоне 10-70 мм, 2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что катод выполнен из отдельных пластин, образующих соответствующие стороны прямоугольного параллелепипеда.

3, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что магнитный блок выполнен на постоя н н ых магнитах.

4, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно снабжено узлом охлаждения, охватывающим внешнюю поверхность полого катода, 5, Устройство поп,1, отл ича ю щее с я тем, что аноды и дополнительный электрод выполнены прямоугольной формы. б. Устройство по п,1, отл и ч а ю щее с я тем, что отверстия в аноде и дополнительном электроде выполнены щелевой формы.

Составитель В,Одинаков

Техред М,Моргентал Корректор T,Âàøêîâè÷

Редактор B,Tðóá÷åíêî

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул,Гагарина, 101

Заказ 1296 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5