Испаритель для вакуумного нанесения тонких пленок металлов и полупроводников



Испаритель для вакуумного нанесения тонких пленок металлов и полупроводников
Испаритель для вакуумного нанесения тонких пленок металлов и полупроводников

 


Владельцы патента RU 2507304:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" (RU)

Изобретение относится к технологии нанесения тонких пленок, а именно к испарителям, и может быть использовано для напыления пленок из драгоценных металлов и сплавов. Технический результат - повышение гравитационной стабильности расплава, уменьшение разбрызгивания, увеличение эффективной поверхности смачивания, улучшение диаграммы направленности и уменьшение неконтролируемого угла разлета напыляемых материалов. Испаритель выполнен из углеродного материала с выемкой для размещения напыляемого материала в виде канавки, расположенной нормально вектору напряженности гравитационного поля и имеющей в поперечном сечении вид трапеции. Нижнее по отношению к гравитационному полю основание трапеции меньше верхнего. При этом в канавке размещена вставка в виде объемного элемента из W или Мо или Та. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к технологии тонких пленок и может быть использовано при вакуумном напылении пленок из Au, Ag, и сплава Au - Ge или Ge.

Известно устройство для вакуумного испарения заявка Японии №56-116873, нагреватель тиглеобразной формы выполнен из керамики TiB2 или BNb или углерода, покрытой пленкой тугоплавкого металла W, Мо, Та методом взрыва с целью повышения смачиваемости навесок из Au, Ag, Pt.

Недостатком указанного нагревателя является: низкий срок эксплуатации пленки полученной методом взрыва, фактически однократное ее использование вследствие растворения тонких пленок W, Мо, Та в расплавах навесок из металлов Au, Ag, Pt, и сплава Au-Ge, малая эффективная поверхность смачивания и малая гравитационная стабильность сферического расплава из данных навесок, неконтролируемый угол разлета напыляемого материала.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение расхода навесок из металлов Au, Ag и сплава Au-Ge или Ge, уменьшение разбрызгивания, повышение гравитационной стабильности расплава, увеличение эффективной поверхности смачивания, улучшение диаграммы направленности и уменьшение неконтролируемого угла разлета напыляемых материалов из Au, Ag и сплава Au - Ge или Ge.

Указанный технический результат достигается тем, что в испарителе для вакуумного нанесения тонких пленок металлов и полупроводников из углеродного материала (в основном графит марки ГТ-1, ГОСТ 17022-81) выполнена выемка для размещения напыляемого материала виде канавки, расположенной нормально вектору напряженности гравитационного поля и имеющей в поперечном сечении вид трапеции, нижнее, по отношению к гравитационному полю основание которой меньше верхнего, при этом в канавке размещена вставка выполнена в виде объемного элемента из W или Мо или Та. Размер объемного элемента вставки выбирается таким чтобы угол угла разлета напыляемого драгоценного металла или полупроводника был меньше угла при котором образуется неконтролируемая неоднородность толщины получаемой пленки. Новым в данном техническом решении является одновременное ограничение угла разлета напыляемого материала и гравитационная стабилизация расплава навески.

Испаритель, изображенный на фиг.1, вид в продольном и в поперечном сечении работает следующим образом. Перед началом работы испарителя 1 внутри канавки 2 на вставку из объемного элемента 3, выполненную из тугоплавких материалов W или Мо или Та, сверху размещают навеску 4 одного из материалов Аu или Ag или сплава Аu - Ge, или Ge, откачивают воздух до давления 10-5-10-7 Па, производят нагрев до температуры испарения и плавления навески, при этом навеска смачивает вставку и гравитационно стабилизируется внутри выемки, затем производят напыление.

Пример конкретного выполнения испарителя, использованного для получения тонких пленок Аu или Ag от 5 до 20 нм для подложки размерами 48×60 мм с расстоянием от испарителя до подложки 150 мм. Испаритель на фиг.2 изображен в продольном и в поперечном сечении. Данный испаритель выполнен в виде цилиндрического или прямоугольного стержня 1 длиной 100 мм из углерода, выемка 2 длиной 40 мм сформирована в виде канавки, поперечное сечение которой имеет вид трапеции с высотой 3 мм размерами 2×3 мм, на нижнем основании, размер которого 2 мм, размещена вставка 3 из проволоки W диаметром 0,8 мм длиной 20 мм.

1. Испаритель для вакуумного нанесения тонких пленок металлов и полупроводников, выполненный из углерода, отличающийся тем, что он выполнен с выемкой для размещения напыляемого материала в виде канавки, расположенной нормально вектору напряженности гравитационного поля и имеющей в поперечном сечении вид трапеции, нижнее по отношению к гравитационному полю основание которой меньше верхнего, при этом в канавке размещена вставка в виде объемного элемента из W, или Мо, или Та.

2. Испаритель по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в виде стержня из углерода, при этом объемный элемент представляет собой проволоку из W, или Мо, или Та.



 

Похожие патенты:

Данное изобретение относится к покрытию для режущего инструмента и способу его нанесения. Покрытие для режущего инструмента имеет по меньшей мере один слой, содержащий металлические компоненты, имеющие формулу AlxCr1-x, где x представляет собой атомную долю, удовлетворяющую 0≤x≤0,84, и содержит неметаллические компоненты, имеющие формулу O1-yZy, где Z представляет собой по меньшей мере один элемент, выбранный из группы N, B, C, и 0≤y≤0,65, а предпочтительно y≤0,5.

Изобретение относится к способам нанесения вакуумно-плазменным методом многослойных износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке.
Изобретение относится к способу нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Способ включает вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способу изготовления режущих пластин, и может найти применение при производстве металлорежущего инструмента.

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, в частности к способу сборки шатунно-поршневого узла. Осуществляют установку поршневого пальца в отверстие поршня и установку шатуна на поршневой палец.

Изобретение относится к способу получения пленочного металлсодержащего углеродного наноматериала, который может быть использован в различных элементах электроники, в частности при разработке фоторезисторов, фотоприемников, фотодиодов и элементов фотовольтаики.

Изобретение может быть использовано при обработке длинномерных изделий для модифицирования поверхности и нанесения функциональных покрытий с использованием технологий вакуумной ионно-плазменной обработки, ионной имплантации и нанесения покрытий.

Изобретение относится к способам нанесения вакуумно-плазменным методом многослойных износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке.

Изобретение относится к способам нанесения вакуумно-плазменным методом многослойных износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке.

Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Для повышения работоспособности режущего инструмента вакуумно-плазменным методом наносят многослойное покрытие.

Изобретение относится к установке для вакуумного осаждения покрытия из металлического сплава на подложку (7). Генератор - смеситель пара установки содержит вакуумную камеру (6), которая имеет средства для создания в ней разрежения относительно внешней среды и средства, обеспечивающие вход и выход подложки (7). Камера (6), по существу, непроницаема для внешней среды. Эжекторная головка (3) для осаждения пара предназначена для создания струи пара металлического сплава со звуковой скоростью в направлении поверхности подложки (7) и перпендикулярно к ней. Эжекторная головка (3) герметично сообщается с отдельным смесительным устройством (14), которое, в свою очередь, соединено выше по потоку соответственно, по меньшей мере, с двумя тиглями (11, 12), содержащими два разных металла M1 и М2 в жидком виде. Каждый тигель (11, 12) соединен собственной отдельной трубой (4, 4′) со смесителем (14). В результате достигается возможность дифференцированного и быстро корректируемого регулирования содержания входящих в состав сплава металлов, обеспечивается равномерность испарения и получение качественного покрытия. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к скользящему элементу, в частности поршневому кольцу, имеющему покрытие по меньшей мере на одной поверхности скольжения, и к способу получения скользящего элемента. Скользящий элемент, в частности поршневое кольцо, для использования в двигателе внутреннего сгорания имеет по меньшей мере на одной поверхности скольжения в направлении изнутри наружу покрытие, содержащее металлосодержащий адгезионный слой и слой алмазоподобного углерода DLC типа тетраэдрического углерода ta-C толщиной по меньшей мере 10 мкм. Слой типа тетраэдрического углерода ta-C имеет содержание sp3-гибридизованных атомов углерода по меньшей мере 40 ат.% и водород в количестве менее 0,5 ат.%, при этом содержание sp3-гибридизованных атомов углерода в наружных 1-3 мкм слоя снижено. Полученный скользящий элемент обладает улучшенной комбинацией коэффициента трения и износостойкости. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к испарителю для испарения органических материалов, в частности меламина, а также к способу нанесения покрытия из органического материала на гибкий субстрат с помощью этого испарителя. Испаритель для испарения органических материалов содержит первую камеру, имеющую сопло, выполненное с возможностью направления на подлежащий покрытию гибкий субстрат, по меньшей мере, одну вторую камеру для испарения органического материала, по меньшей мере, один испарительный трубопровод для направления испаренного органического материала по меньшей мере из одной второй камеры в первую камеру. Первая камера выполнена для обеспечения сопла испаренным органическим материалом, соответствующим первой виртуальной поверхности сублимации. Одна или более камер по меньшей мере из одной второй камеры выполнена с обеспечением во время испарения органического материала объединенной площади второй поверхности сублимации, соответствующей по меньшей мере 70% площади первой виртуальной поверхности сублимации. Упомянутый испаритель, в котором одна или более камер по меньшей мере из одной второй камеры имеет объединенную площадь поверхности сублимации 0,34 м2 или более, используют для испарения меламина. Обеспечивается равномерное или однородное покрытие из органического материала при использовании упомянутого испарителя. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Группа изобретений относится к покрытиям. Cпособ включает вакуумную лазерную абляцию в реакционной камере с испарением мишени твердотельным лазером и последующим осаждением аморфного алмазоподобного покрытия в виде пленки на лезвие хирургического скальпеля. Используют мишень из пиролитического графита и твердотельный лазер на основе алюмоиттриевого граната с неодимом, имеющий длину волны 532 нм, мощность 15-25 Дж, выходную энергию лазерного импульса 80-160 мДж, частоту следования импульсов излучения 50 Гц и длительность одного импульса 15·10-9. Лезвие хирургического скальпеля размещают на расстоянии 10-25 см от мишени под углом 15-45º. Осаждение покрытия ведут в течение 10-40 минут при давлении в реакционной камере 6×10-4 Па. Хирургический скальпель с полученным аморфным алмазоподобным покрытием на лезвии имеет среднюю шероховатость поверхности лезвия не более 60 нм и спектр комбинационного рассеяния света с пиками, локализованными в области 1600 см-1 и 1355 см-1. Обеспечивается улучшение качества хирургических скальпелей путем нанесения углеродного биосовместимого покрытия. Режущая поверхность более ровная и гладкая, что обеспечивает более легкое протекание послеоперационного периода. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к испарителям металлов, предназначенным для нанесения покрытий путем электронно-лучевого напыления, и может быть использовано для получения металлических пленок на деталях из металлов или диэлектриков. Вакуумный дуговой анодный испаритель металлов содержит термоэмиссионный катод и тигель-анод для расположения испаряемого металла. Тигель-анод выполнен с ограничивающей диафрагмой, расположенной над испаряемым металлом и имеющей отверстие или сквозной канал. Ограничивающая диафрагма выполнена из материала с температурой плавления не ниже температуры испарения испаряемого металла. Изобретение позволяет увеличить удельную и полную мощность, вкладываемую в самоподдерживающийся разряд, увеличить степень ионизации и скорость направленного потока, сужением конуса направленности потока испаряемого металла и увеличением эффективности использования последнего, и переходом работы устройства из диффузионного в сублимационный режим испарения. 4 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к способу формирования защитного покрытия в виде пленки некристаллического углерода и может быть использовано в микро- и радиоэлектронной промышленности при изготовлении защитных покрытий полупроводниковых и оптических приборов. На полупроводниковой подложке формируют защитное покрытие методом импульсной конденсации электроэрозионной дуговой углеродной плазмы с энергией частиц не более 50 эВ при давлении в вакууме не выше 5∗10-4 Па и температуре подложки не более 25°С. Осаждение пленки некристаллического углерода осуществляют через криволинейную плазмооптическую систему, не имеющую прямой видимости между областями генерации и конденсации плазмы, при замыкании части силовых линий магнитного поля на анод генератора. Магнитный поток внутри генератора создают меньшим по величине, чем магнитный поток через плазмооптическую систему. Технический результат заключается в том, что при генерации и транспортировке углеродной плазмы создаются условия, обеспечивающие отсутствие на поверхности конденсации макрочастиц, неионизированного пара, высокоэнергетичных ионов углерода и примесей посторонних элементов. 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Проводят вакуумно-плазменное нанесение износостойкого покрытия из нитрида или карбонитрида титана, алюминия, кремния, молибдена и железа при их содержании в мас.%: титан 66,35, алюминий 10,26, кремний 0,97, молибден 21,18, железо 1,24. Нанесение покрытия осуществляют расположенными горизонтально в одной плоскости тремя катодами. Первый катод выполняют из сплава титана и кремния, второй - из сплава титана и алюминия и располагают противоположно первому, а третий изготавливают составным из молибдена и железа и располагают между ними. Повышается работоспособность режущего инструмента. 1 табл.
Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Проводят вакуумно-плазменное нанесение износостойкого покрытия из нитрида или карбонитрида титана, кремния, алюминия, молибдена и железа при их содержании, в мас.%: титан 63,94, кремний 0,93, алюминий 9,72, молибден 24,18, железо 1,23. Нанесение покрытия осуществляют расположенными горизонтально в одной плоскости тремя катодами. Первый катод выполняют из сплава титана, кремния и алюминия, второй - составной из молибдена и железа и располагают противоположно первому, а третий изготавливают из титана и располагают между ними. Повышается работоспособность режущего инструмента. 1 табл.

Изобретение относится к области нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Проводят вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия. Сначала наносят нижний слой из нитрида титана. Затем наносят верхний слой из нитрида соединения титана, ниобия и молибдена при их содержании, в мас.%: титан 84,5-90,0, ниобий 6,0-10,0, молибден 4,0-5,5. Нанесение слоев покрытия осуществляют расположенными горизонтально в одной плоскости тремя катодами. Первый катод выполняют составным из титана и ниобия, второй - из титана и располагают противоположно первому, а третий изготавливают составным из титана и молибдена и располагают между ними. Нижний слой покрытия наносят с использованием второго катода, а верхний слой - с использованием первого и третьего катодов. Повышается работоспособность режущего инструмента. 1 табл.

Изобретение относится к получению фуллеренсодержащей пленки на подложке и может быть использовано в микро- и наноэлектронике. Сформированный в виде кольца трубчатый пучок электронов проецируют на мишень, выполненную в виде таблетки из порошка фуллереновой смеси, с её коаксиальным охватом. Осуществляют вакуумное испарение таблетки при температуре, превышающей 1,7·103 К, со сведением кольцевой проекции пучка электронов за время 0,1-1 с в пятно в центр таблетки и конденсацию паров фуллеренов на подложке. Обеспечивается предельно высокое значение коэффициента использования испаряемого материала, а также обеспечивается возможность нанесения покрытий на большие площади. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.
Наверх