Испаритель

 

СОЮЗ CGBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 С 23 С 14/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3440428/18-21 (22) 19.05.82 (46) 15.09.86. Бюл. и 34 (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Г.Т,Левченко и А.Н.Радзиховский (53) 621.793.I(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 397567, кл. С 23 С 13/12 1973, Авторское свидетельство СССР

У 684934, кл. С 23 С 13/12, 1977. (54) (57) 1. ИСПАРИТЕЛЬ, содержащий тигель, съемный симметричный паропровод С испускающей и коллимирующей диафрагмами, нагреватель и тепловые экраны, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости напыÄÄSUÄÄ 1257115 А1 ления и снижения расхода испаряемого материала, испускающая диафрагма размещена в средней части паропровода, тепловые экраны расположены по обе стороны испускающей диафрагмы один против другого, а нагреватель охватывает паропровод до уровня тепловых экранов со стороны тигля.

2. Испаритель по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что отверстие в испускающей диафрагме выполнено в виде сходящегося-расходящегося сопла.

3. Испаритель по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что паропровод снабжен двумя дополнительными коллиьмрующими диафрагмами, расположенными симметрично по обе стороны испускающей диафрагмы, причем диафрагмы выполнены в виде дисков с кольцевыми прорезями.

1251115 потоком и переноса на подложку, что позволяет повысить скорость напыления.

Кроме того, наличие диафрагмы в средней части паропровода дает возможность уменьшить диаметр всей плошади, на которую осаждается испаренный материал, и тем самым уменьшить соотношение ме::-ду этой площадью и полезной площадью зоны напыления, где обеспечивается требуемый разброс по толщине пленки. При этом за пределами полезной зоны напыления пленка имеет более резкий спад толщины, что снижает расход испаряемого материала. 15

Отверстие в испускающей диафрагме в виде сходящегося-расходящегося сопла устраняет турбулентные завихрения выходящего потока при высокой скорос— ти нанесения и повышает тем самым 0 равномерность напыляемой пленки. Это ведет к расширению зоны напыления, а значит, и к снижению расхода напыляемого материала.

Коллимирующие диафрагмы с кольце- 25 выми прорезями осуществляют дополнительную коррекцию диаграммы направленности испарителя. Б точке, лежащей в центре подложки, часть диафрагмы, ограниченная кольцевой прорезью, 30 затеняет определенную часть отвер— стия испускающей диафрагмы. Б точке, смещенной в сторону от центра подложки, открывается большая часть отверстия, т;е. увеличивается его эффек- ц5 тивная испускающая поверхность, что компенсирует спад первоначальной диаграммы направленности испускающей диафрагмы. В коллимирующих диафрагмах с прорезями могут быть выполне- 40 ны также отверстия, осуществляющие дополнительную коррекцию диаграммы ,направленности, причем значительно повышается равномерность наносимых пленок, а значит, расширяется полез- 45 ная зона напыления, т.е. снижается расход напыляемого материала.

Кроме того, расширение полезной зоны напыления при нанесении пленки

;на подложку определенного размера 50 позволяет уменьшить расстояние от испарителя до подложки. Скорость нанесения при этом также возрастает, так как она изменяется обратно пропорционально квадрату этого расстояния. 55

На фиг.1 изображен предлагаемый

:испаритель, разрез; на фиг.2 — вид

А на фиг.1.

Испаритель содержит расположенные в вакуумной камере подложку 1 и нагреватель 2 с установленными в нем тиглем 3 с испаряемым материалом 4 и съемным симметричным паропроводом.

Паропровод состоит из средней части

5 с испускающей диафрагмой 6, отверстие в которой выполнено в виде сходящегося-расходящегося сопла 7, и конденсаторов 8 и 9, на торцах которых установлены торцовые коллимирующие диафрагмы 10 и 11 с отверстиями по форме подложки и дополнительные коллимирующие диафрагмы 12 и 13 в виде дисков с кольцевыми прорезями и о.верстиями, укрепленные на молибденовых балках 14 и 15. Края подложки и отверстий в торцовой и испускающей диафрагмах лежат на прямой, обозначенной штрихпунктиром. Кондесаторы соединены со средней частью паропровода и испускающей диафрагмой посредством молибденовых штифтов 16. По обе стороны испускающей диафрагмы уста- . новлены тепловые экраны 17.

Пагреватель окружен молибденовыми экранами 18 и выполненными как одно целое с ним экранами 19. Кроме того, нагреватель имеет токоподводы 20, предназначенные также и для крепления всего устройства в стандартных держателях вакуумной установки. Т-образная щель нагревателя, обозначенная пунктирной линией, оканчивается на уровне нижнего торца испускающей диафрагмы, причем сечение нагревателя в верхней части меньше, чем в нижней.

Испаритель может быть выполнен из графита марки ИПГ-6 или другого высокотемпературного материала.

Предлагаемый испаритель работает следующим образом.

После откачки вакуумной камеры и прогрева подложки 1 включают нагрева.тель 2 и доводят до рабочей температуру тигля 3 с испаряемым материалом

4. До этой же температуры нагревается и нижний конденсатор 9 со средней частью паропровода 5, диафрагмой 6 и соплом 7. Пары материала проходят через сопло 7 и попадают на подложку 1. Часть паров, не попадающих на подложку 1, осаждается на верхнем конденсаторе 8, имеющем более нчэкую температуру;

После окончания цикла напыления меняют подложку, в тигель 3 догружа5 12571 ют испаряемый материал, а паропровод переворачивают конденсатором 8 вниз так, что осевший в нем материал используется в следующем цикле напыления наравне с материалом 4 в тигле 3.

Установленная на верхнем конце паропровода торцовая диафрагма 10 формирует поток в отверстии с конфигурацией напыляемой подложки 1, собирая на себя материал, летящий за ее 10 пределы. С диафрагмы 11, находящейся в тигле„ в это время испаряется материал, осевший в предыдущем цикле напыления., Диафрагма 12 собирает на себя часть материала, летящего в центр зоны напыления, и ничего не берет или берет меньшую часть из того, материала, который летит на край полезной зоны 20 напыпения, повышая равномерность пленки и расширяя таким образом полезную зону напыления. С диафрагмы

13, находящейся в тигле, в зто время испаряется материал, осевший на нее 25 в предыдущем цикле напыления.

Напряжение к нагревателю 2 подводится через токоподводы 20. Благодаря меньшему сечению нагревателя в верхней части он имеет повышенную температуру, компенсируя дополнитель15 Ь ные потери тепла в области средней части паропровода.

Предложенный испаритель с длиной паропровода 70 мм и внутренним диаметром 20.мм, а также с минимальным диаметром сопла 8 мм .при напылении на подложку размерами 60 48 мм обеспечивает коэффициент полезного использования (КПИ) испаряемого материала 247. при разбросе по толщине напыляемой пленки + 2,57, т.е. позволяет в 2,4 раза снизить расход материала по сравнению с известным устройством при том же разбросе по толщине. Установка на расстоянии 14 мм от сопла диафрагмы с кольцевой прорезью наружным диаметром 20 мм и внутренним

4, 5 мм снижает расход материала еще в

1,75 раза, обеспечивая КПИ 427. Торцовая диафрагма с отверстием по форме подложки уменьшает расход в 1,4 раза (КПИ-347). Одновременная установка торцовой диафрагмы снижает расход материала в 2,45 раза, обеспечивая КПИ 597.. Таким образом, в предложенном устройстве расход материала снижен в 5,9 раза по сравнению с известным.

Предложенное устройство обеспечивает скорость нанесения 320 А/с, что в 4,5 раза abaue, чем у известного.

1257115 фиИ ди ЮА фиг 2

Составитель В. Казанков

Редактор Н.Швыдкая Техред И.Попович Корректор В.Синицкая

Заказ 4883/21 Тираж 878 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óærîðîä, ул.Проектная,