Вакуумное напыление
Страница 4
Метод магнетронного распыления с постоянной силой тока не позволяет получать плёнки оксидов при высокой скорости распыления из за резкого окисления катода–мишени. В этих случаях целесообразнее применять высокочастотное магнетронное распыление, реализующее возможность распыление диэлектрических материалов в магнитном поле без изменения стехиометрического состава при увеличенной скорости испарения.
Не смотря на некоторые преимущества непосредственного распыления диэлектриков ВЧ – магнетроном, этот способ отличается незначительной скоростью конденсации и, вследствие этого, низкой производительностью. Имеются опредёленные трудности в согласовании источника питания магнетрона с нагрузкой при работе на высоких частотах; кроме того, источник питания должен быть снабжен системой гашения дуговых разрядов, являющихся причиной нестабильности рабочих параметров магнетронной распылительной системы.
По принципу работы вакуумные установки с ионно-плазменными источниками распыления можно разделить на установки периодического и непрерывного действия.
В установках периодического действия распылительные устройства располагают по оси цилиндрической камеры, либо по её образующей, в первом случае используют цилиндрические распылительные устройства; во втором планарные. Подложки транспортируются через зону плазмы. Установки периодического действия применяют для нанесения покрытий на полимерную плёнку или бумагу. Для снижения температуры подложки при магнетронном распылении следует: следует улучшать тепловой контакт подложки с охлаждаемым барабаном; изготовлять барабан из материала с высокой теплопроводностью либо увеличивать теплопроводность газовой прослойки между барабаном и плёнкой; охлаждать барабан до температуры 243 … 253К; расширять зону нанесения покрытия и увеличивать диаметр барабана. Повышенная скорость газовыделения подложки , а также вероятность взаимодействия ионизированных газов с осаждающемся металлом обуславливают использование конденсационных вакуумных ловушек.
Для нанесения покрытий сложного состава или многослойных покрытий на плоские подложки перспективны установки непрерывного действия. Обычно установки непрерывного действия состоят из ряда плоских прямоугольных камер, разделённых шлюзами и затворами. наиболее распространены установки с распылением сверху вниз, а также установки с вертикальным перемещением подложек и боковым размещением распылительных устройств. В таблице приведены скорости осаждения различных сплавов и соединений при использовании планарного магнетрона мощностью 5 кВт.
Таблица 3
|
Материал |
Uос,
мкм/(Вт с) |
Материал |
Uос,
мкм/(Вт с) |
Материал |
Uос,
мкм/(Вт с) |
|
AlSi |
4,08 |
Бронза |
6,80 |
Cr2O3 |
4,59 |
|
WTi |
2,04 |
Латунь |
6,80 |
InSnO2 |
2,38 |
|
NiCr |
4,08 |
WC |
1,87 |
CdSnO2 |
3,57 |
|
CuNi |
5,78 |
TiO2 |
2,38 |
Al2O3 |
2,38 |
|
FeNi |
3,91 |
Ta2O5 |
3,57 |
TiN |
0,85 |
|
CuTiFe |
7,48 |
|
|
|
|
Магнетронное распыление позволяет существенно расширить класс материалов, получаемых в виде плёнок, однако этот метод дорогостоящий, требует использования сложного оборудования и высокой культуры производства.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
1. Справочник оператора установок по нанесению покрытий в вакууме; А.И. Костржицкий, В.Ф. Карпов, М.П. Кабанченко, О.Н. Соловьёва, «Машинострение» 1991
2. Защита от коррозии, старения и биоповреждений: Справочник А.А. Герасименко, «Машиностроение» 1987