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.
