УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПЫЛЕНИЯ ПЛЕНОК НА ПОДЛОЖКИ

Полезная модель относится к области плазменной технологии нанесения покрытий и может быть использовано для напыления диэлектрических и металлизированных пленок на подложки.
Известно устройство для нанесения покрытия (патент РФ №2096933 МПК Н05Н 1/24; С23С 14/30 от 03.04.1996), содержащее вакуумную камеру с расположенными в ней твердым веществом и установочным элементом для обрабатываемого изделия, источник постоянного магнитного поля, систему напуска рабочего газа и электронную пушку, установленную с возможностью формирования электронного пучка для испарения твердого вещества, вакуумные сопротивления, при этом вакуумная камера выполнена с вакуумным отсеком, разделенным с упомянутой камерой упомянутыми сопротивлениями, при этом электронная пушка выполнена с системой катодов, обеспечивающих формирование не менее двух электронных пучков, и установлена в вакуумном отсеке с возможностью прохождения через вакуумные сопротивления по меньшей мере одного электронного пучка в зону расположения твердого испаряемого тела для поддержания процесса его испарения и по меньшей мере одного из числа остальных электронных пучков в зону обрабатываемого изделия для поддержания в ней процесса плазмообразования.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является известное устройство для ваккумно-плазменного нанесения неэлектропроводящих покрытий на изделия (подложки) в среде рабочего газа (патент РФ №2026417 МПК С23С 14/32 от 25.08.1992), содержащее вакуумную камеру, подключенные к источнику электропитания интегрально-холодный катод и анод электродугового разряда и держатель для изделий, средство, экранирующее по меньшей мере часть поверхности анода от металлогазовой плазмы вещества катода и установленным внутри вакуумной камеры с зазором относительно нее, а держатель размещен между экранирующим средством и катодом, при этом анод выполнен в виде корпуса вакуумной камеры, средство экранирования является анодом, а экранированная часть анодной поверхности обращена в сторону корпуса вакуумной камеры.
Недостатком известных устройств являются недостаточная эффективность и ограниченные функциональные возможности.
Технический результат, заключающийся в устранении отмеченных недостатков, а именно в обеспечении возможности нанесения различных видов покрытий (неэлектропроводящих и электропроводящих пленок) с необходимыми свойствами, достигается в предлагаемом устройстве для напыления пленок, содержащем формирователь плазменного потока, вакуумную камеру, в которой размещены мишень, основание, экран и крепежные элементы, тем, что мишень расположена под углом α к основанию, экран закреплен посредством крепежных элементов параллельно основанию с образованием с верхней кромкой мишени щели, обеспечивающей вырезание центрального ядра плазменного потока и возможность его воздействия на поверхность мишени, причем вектор плазменного потока направлен под углом β=(90°-α) к поверхности мишени, а подложки закреплены соответственно на основании, на нижней поверхности экрана и перпендикулярно экрану с обеспечением возможности воздействия турбулентного потока паров напыляемого материала мишени на поверхности указанных подложек.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показана функциональная схема устройства;
на фиг.2 представлен вид сверху на конструкцию (вид А), в которой обеспечивается взаимодействие плазменного потока с мишенью и напыление материала мишени на подложки.
Устройство (фиг.1) содержит формирователь 1 плазменного потока с вакуумной камерой 2, в которой размещена конструкция, обеспечивающая взаимодействие плазменного потока с мишенью и напыление материала мишени на подложки, состоящая из основания 3, мишени 4, экрана 5 и подложек 6, 7, 8. Элементы конструкции закреплены с помощью крепежных элементов 9. Устройство также содержит блок 10, предназначенный для управления работой устройства.
Устройство обеспечивает напыления тонких оптических пленок на подложки без повреждения их поверхности при воздействии плазменной струи высокой интенсивности на мишень.
Устройство работает следующим образом.
вн
я
Формирователь 1 создает в вакуумной камере 2 падающий плазменный поток с размером в сечении Ф, из которого вырезается наиболее интенсивная центральная часть с размером центрального ядра Ф, которая взаимодействует с мишенью 4, образуя пары металла 11 в пространстве под экраном 5. Движением плазменного потока пар захватывается и конденсируется на подложке 6, расположенной в нижней части устройства.
Экран 5 служит для исключения повреждения поверхности подложки оставшейся частью плазменного потока. На краю пластины экрана 5 турбулентный поток плазмы затягивает частицы пара на подложку 7, расположенную на обратной стороне экрана;
Два плазменных потока взаимодействуют друг с другом, образуя турбулентные вихри и переносят частицы пара на удаленную подложку 8, расположенную вертикально на обратной стороне поверхности экрана 5.
Меняя положение подложек, угол α наклона мишени 4 в устройстве можно получать пленки металлов различной плотности и однородности без повреждения поверхности подложки. Существенное значение имеет ширина щели ℓ, с помощью которой вырезается часть плазменного потока. Малая щель уменьшает плотность плазменного потока на мишени 4 и снижает плотность паров металла над подложкой 6, при этом напыляемые пленки будут обладать диэлектрическими свойствами; при большой ширине щели получаемые пленки по своим свойствам приближаются к металлическим.
Для формирования потока плазмы в устройстве использовалась установка «Плазменный фокус». Проведенные испытания показали надежную работу устройства, которое по сравнению с известными устройствами обеспечило расширенные возможности для получения диэлектрических и металлизированных пленок с различными свойствами.