Спосіб приєднання кварцевої мішені до катоду

Изобретение предназначено для нанесения покрытий в вакууме и может быть использовано в микроэлектронике для изготовления тонкоппеноч ных элементов ГИС и интегральных микроприбороа Цепью изобретения является увеличение прочности сцепления мишени с катодом и упрощение способа нанесения покрытия Цель достигается тем что на нерабочую поверхность мишени и катод наносят в вакууме покрытие из фракционирующего сплава, содержащего 4,0 - 5,0% Mg 5,0 - 6,0% Ge. 20,0 250% Sn, 64,0 - 71,0% Си. со скоростью 80-120 А/с и затем также в вакууме прижимают их с усилием £ 0,25 кг/см и выдерживают при температуре 260 - 280°С в течение 8 - 10 мин, при этом фок службы мишеней, присоединенных к охлаждаемому катоду в ионных распылительных системах, увеличивается в 2 раза 1 табл. 1706236 Изобретение предназначено для нанеПрижимное усилие > 0,25 кг/см 2 и высения покрытий в вакууме и может быть держка под давлением мишени и катода в использовано в микроэлектронике для изговакууме при температуре 260~280°С в течетовления тонкопленочных элементов ГИС и ние 8-10 мин обеспечивает создание наинтегральных микроприборов. 5 дежного паяного соединения. Целью изобретения является увеличеП р и м е р . Медные катоды диаметром ние прочности сцепления мишени с катодом 210 мм и толщиной 20 мм и мишени из SiO2 и упрощение процесса нанесения покрыдиаметром 200 мм и толщиной 10 мм устия. танавливаются на барабане вакуумной Цель достигается тем, что в способе 10 установки УВН-74П-3 с электронным испаприсоединения мишени к охлаждаемому карителем. В керамический тигель загружают тоду ионного распылительного устройства, 40 г медного фракционирующего сплава включающем вакуумное нанесение покры(4,0-5,0% Мд, 5,0-6,0% Ge. 20,0-25,0% Sn, тия на нерабочую сторону мишени и катод, 64,0-71,0% Си), откачивают установку до вана контактирующие поверхности мишени и 15 куума 5-10" мм рт. ст. с обязательным искатода наносят покрытие из фракционирупользованием ловушки, охлаждаемой ющего сплава, содержащего 4,0-5,0% Мд, жидким азотом. Включают вращение барабана и нагревают катоды и мишени до тем5,0-6,0% Ge, 20,0-25,0% Sn. 64,0-71,0% пературы 300±10°С и выдерживают при о Си, со скоростью 80-120 А/с, прижимают 20 этой температуре 10-15 мин. Затем в рабочую камеру напускают аргон и проводят их с усилием > 0,25 кг/см 2 и выдерживаионную очистку поверхности мишени и кают при температуре 260~280°С в течение тода в течение 10 мин в режиме U=3 кВ, 8-Ю мин. 1=200 мА. Через вольфрамовый кольцевой Выбор технологических режимов, обеспечивающих надежное соединение мише- 25 катод электронного испарителя пропускают ток 0,8-1,0 А и на керамический тигель ни с охлаждаемым катодом, обусловлен подают высокое напряжение 1,5-2,0 кВ. следующим. Особенностью медных сплаТемпературу тигля контролируют вольфрамвов системы Mg-Cu-Ge~Sn является их вольфрам-рениевой термопарой, скорость фракционирование при термовакуумном •испарении конечной навески сплава. Маг- 30 испарения - кварцевым измерителем толщины КИТ-1. За процессом испарения медний, как элемент с наибольшей упругостью ного сплава наблюдают визуально и по мере пара, конденсируется на поверхности мииспарения магния увеличивают температушени на начальной стадии испарения и ру тигля, начинается испарение меди (харакобеспечивает высокую адгезию покрытия к терный красный цвет на экранах) и на подложке, затем конденсируется медь, и на 35 заключительной стадии конденсируется заключительной стадии формируется слой слой олово-германий (белый цвет). Толщина легкоплавкой эвтектики Sn-Ge, обладаюпокрытия составляет 10 мкм. Затем бараu/ий хорошей паяемостью. При скорости бан охлаждают до температуры 50°С и о исг 0,25 кг/см . фракционирование не успевает произойти 45 Приспособление помещают в вакуумную и одновременно с магнием на мишень конпечь СГВ-2,4. 2/15 ИЗ и выдерживают в денсируются медь, олово, германий, что вакууме 2-10 мм. рт. ст. и при температуре приводит к существенному снижению адге260~280°С в течение 9-Ю мин. Затем охзии покрытия к поверхности мишени. лаждают печь до температуры 50°С и произИз теоретических исследований и экс- 50 водят напуск воздуха в рабочий объем. периментальных работ по кинетике испареДля испытаний полученные в аналогичния многокомпонентных сплавов выбрано ных режимах контрольные образцы на SIO2 оптимальное процентное соотношение комдиаметром 20 мм и толщиной 10 мм, припапонентов Sn, Ge, Mg в медном сплаве (4,0-5,0% Мд, 5,0-6,0% Ge, 20.0-25.0% Sn), 55 янные к медному основанию диаметром 20 мм и толщиной 20 мм, устанавливали в при которых обеспечивается оптимальное разрывной машине МР-0.5-1. Прочность фракционирование в процессе испарения и сцепления SiO2 с медным основанием опполучается покрытие поверхности мишени ределяли как отношение усилия отрыва к с требуемым комплексом свойств. 1706236 площади отрыва, которая определялась планиметрически с помощью часового проектора ЧП-2 Кроме того, проводили испытания мишеней на срок службы Для этого мишени из S1O2. присоединенные к катоду, устанавливались в устройстве магнетронного распыления на в а к у у м н о й у с т а н о в к е и проводилось распыление на ситалловые подложки СТ 50-1 (толщина пленки 1 мкм). Срок службы мишени определяли по коли Способ присое честву циклов до ее полного разрушения {выпадание растрескавшихся частей мишени с катода) Параллельно проводили испытания мишеней, присоединенных к катоду согласно прототипу. Результаты испытаний приведены в таблице. Как видно из таблицы, данный способ присоединения мишени к катоду позволяет повысить прочность сцепления мишени с катодом и ее срок службы в 2 раза по сравнению с прототипом. СкоСостав покрытия дине Усиле Темпе Время Проч рость ние ратура пайки, ность Срок службы пайки, мин сцепления, мишени, кг/см2 цикл испаре- прижиния, ма. ния мише о А/с ни к ка °С кг/см 2 тоду 3,5% Мд, 4,5% Ge, 19,5% 70 0,20 250 7 150 50 80 0,25 260 8 350 300 Sn, остальное - медь 5% Mg, 6%Ge,25%Sn, 100 0,30 270 9 370 320 остальное - медь 120 0,32 280 10 350 310 130 0.35 290 11 120 200 100 0,30 230 9 170 150 Sn, остальное - медь Заявля- 4,0% Mg,5,0%Ge, 20% емый Sn ( остальное - медь 4,5% Мд, 5,5% Ge. 23% 5,5% Мд, 6,5% Ge, 26% Sn, остальное - медь Прото- Многослойная система тип сталь - (500 нм), сплав СиЫ1(1000нм)-Ад(500нм) Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я нагрев их ведут до температуры 260280"С и выдерживают при этой темпеСПОСОБ ПРИСОЕДИНЕНИЯ КВАРратуре а течение 8-10 мин, при этом ЦЕВОЙ МИШЕНИ К КАТОДУ, включаюнанесение покрытия осуществляет при щий вакуумное нанесение покрытия на 80 - 120А/С из контактирующие поверхности мишени и 5 скорости испарения навески, содержащей магний, германий, катода и соединение мишени и катода олово и медь, при следующем соотнопутем нагрева и прижима в вакууме, шении исходных компонентов, мас.%: отличающийся тем, что, с целью увелиМагний 4 - 5 чения прочности сцепления мишени с Германий 5 - 6 катодом, прижим катода к мишени осуОлово 20 - 25 ществляются с усилием > 0,25 кг/см , Медь .^ 64-71 1706236 Редактор Е. Сирийская Заказ 1024 ' Составитель И. Фишель Техред М.Моргентал Корректор М. Петрова Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москви, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101