Электродуговой испаритель

 

ЭЛЕКТРОДУГОЮЙ ИСПАРИТЕЛЬ, содержащий расходуемый катод С токовводом , электростатический экран и систему поджига, выполненную в вцде поджигающего электрода, контактирующего с pacxoдye aIM катодом через изолятор , отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности работы , сисчема поджига снабжена стойкой , выполненной из немагнитного электропроводящего материала, установленной на перифер}ш катода противоположно токовводу, причем нзолягор размещен на стороне стойки, противолежащей расходуемому катоду.

(l 9) (1 Ц

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (504 С 23 С 14/36

-«7 «1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3266415/18-21 (22) 27.03.81 (46) 07.11.88. Бюл. У 41 .(72) Л.С. Гуревич, С.Н. Назиков и С.Л, Потехин (53) 621.793.14 (088.8) .(56) Блинов И.Г. Дороднов А.И., Минайчев В.Е."и др, Обзор по электронной-технике. Вакуумные сильноточные . плазменные устройства и их применеиие в технологическом оборудовании микроэлектроники, вып. 8(269), ЦНИИ

"Электроника"б с. 68, 1974 °

Авторское свидетельство СССР У 693988, клф Р 04 В 37/02, 1977в (54) (57) ЭЛЕКТРОДУГОВОИ ИСПАРИТЕЛЬ содержащий расходуемый катод с токовводом, электростатический экран и систему поджига, выполненную в виде поджигающего электрода, контактирующего с расходуемым катодом через изолятор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, система поджига снабжена стойкой, выполненной из немагнитного электропроводящего материала, установленной на периферии катода противоположно токовводу, причем изолятор размещен на стороне стойки, противолежащей расходуемому катоду.

1078957

Изобретение относится к вакуумной технике, в частности к устройствам исп ар ения г еттерного мате риала в ионно-1 еттерных насосах.

Известен электродуговой испаритель геттерных материалов, содержащий расходуемыи катод и систему поджига выполненную в виде поджигающего электрода, отделенного от катода изолятором а

Недостатком известного иснарителя является низкая надежность его работы, обусловленная небольшим сроком службы системы поджига. 15

Известен электродуговой испаритель для нанесения покрытий, в том числе и получения слоев геттера в высоковакуумных насосах, содержащий . расходуемый катод, электростатичес- 211 кий экран, ограничивающий зону испарения на поверхности катода, и систему поджига в виде электрода, отделенного от катода изолятором и размещенного в пазу электростатического эк- 25 рана.

Недостатком известного испарителя является невысокая надежность его работы вследствие попадания катодных пятен дуги на нерабочую поверхность gg расходуемого катода и запыления изолятора системы поджига.

Целью изобретения является повыше(ние надежности испарителя.

Укаэанная цель достигается тем, что в электродуговом испарителе, содержащем расходуемый катод с токовводом, электростатический экран и систему поджига, выполненную в виде поджигающего.электрода -контактирующего с расходуемым катодом через изолятор, система поджига снабжена стойкой, выполненной из немагнитного электропроводящего материала, установленной на периферии катода противоположно токовводу, причем изолятор размещен на стороне стойки, противолежащей расходуемому катоду.

На фиг.1 представлен испаритель в разрезе;.на фиг.2 — схема, поясняю5Î щая движение катодных пятен дуги, где приняты следующие обозначения: I Т, I »,, I токи дуги; КП вЂ” катодное пятно дуги; V, — скорость движения катодного пятна; I — ток по токовводу; Н, -Н „ - напряженности магнитных полей токов дуги каждого катодного пятна, Н т; -Нт„ - напряженность магнитных полей от тока ист6чника питания.

Электродуговой испаритель состоит из расходуемого катода 1 с зоной испарения 2, ограниченной электростатическим электроизолированным экраном 3. На периферии зоны испарения катода t размещена стойка 4, выпол" ненная из немагнитного электропроводящего материала, ориентированная в сторону, противоположную месту подвода тока ..к испарителю. На стойке со стороны, противоположной зоне испарения 2 расходуемого катода 1, установлена система поджига 5 в виде поджигающего электрода б, отделенного от стойки 4 изолятором 7.

Электродуговой испаритель работает следующим образом.

При подводе импульсного напряжения к поджигающему электроду б осуществляется пробой по поверхности изолятора 7 и на поверхности стойки 4 воз-; никают катодные пятна, перемешающиеся, согласно принципу "максимума" магнитного поля, в сторону зоны испарения 2 расходуемого катода 1, фиг.2.

Дпя простоты считаем стойку цилиндрической, поля аксиальными. При подаче импульса высокого напряжения возникает п катрдных пятен от токов дуги I,,Хq Х„,,I„,,причем I Х<, . ..., = I>, =I„, напряженности магнитных полей токов дуги каждого катодноветственно, причем (Н,(Н Н „,! Н „ . Ток от источника питания, протекая по испарителю в области катодного пятна, создает на границах катодных пятен магнитные по=

I «Ф (Ф ля с напряженностями Нт, Нт,, Нт, =-Ф У т

Нт в ° ° ° в Нт„, q Нт„,» Нт„в ф Ъ( (Нт,! Н,„,, ° ° ° 1 Нт1и 11= Нт„,1 э (Нт + ) Нт v ) Нт„(. Рассмотрим движение одного катодного пятна под действием магнитных полей.

Пусть поле тока дуги катодного пятна Н,, пуля на границах катодных пятен Н,, Нт, соответственно. При взаимодействии их друг с другом будет справедливо неравенство Нт +

«Ъ(Ф т

+ H, > Н вЂ” Н,, причем левая часть неравенства соответствует модулю результирующей напряженности на границе катодного пятна, ближайшей к

107895 7

8 источнику лита- М uemuc nag ниа лоджига ощево литани уюграйстРа исларифжм ь,,т токовводу 8, правая — на границе удалений от токоввода. Следовательно, катодное пятно будет двигаться согласно йринципу "максимума" магнитного 5 поля к токовводу. Аналогичные неравенства можно написать для {п-1) катодных пятен. Движение к токовводу и-ro пятна очевидно из представленной диаграммы. 10

Катодные пятна дуги, попадая на зону испарения катода, хаотически перемещаются по ней, обеспечивая испа-,. рение материала катода. Стойка 4 вы- !5 полняет роль экрана, предотвращающего запыление изолятора 7 испаряемым материалом катода 1. Обратный выход катодных пятен дуги на стойку 4 практически исключен, так как противоре- 20 чит принципу "максимума" .поля, что гарантирует высокую надежность поджига и соответственно высокую работоспособность испарителя.

Экспериментальная проверка показала, что время движения катодных пя" тен от поджигающего электрода б до зонь испарения 2 не превышает нескольких миллисекунд. Поэтому стойка должна выполняться из материала.для которого время жизни катодных пятен прц рабочем токе дуги превышает эту величину. Другим ограничением в выборе материала является ток стабильного горения дуги — для этого она должна изготовляться из материала с таком стабильного горения дуги не ниже, чем у материала катода (для испарителя титана стойка должна быть выполнена из молибдена).

Предложенный электродуговой испаритель может быть использован не . только в качестве устройства для получения геттерных слоев в высоковакуумных испарительных насосах, но и в качестве источника для нанесения электропроводящих пленок и покрытий в вакуумных напыпительных установках.! 078957 up. 2

Составитель

Редактор Н.Сипьнягина Техред И.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Заказ 5571 Тираж 992 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектяая, 4