Пристрій для дискретного випаровування матеріалів в вакуумі

Изобретение относится к технике нанесения покрытий и пленок в вакууме и может быть использовано в полупроводниковой, лазерной и оптической технологии» премущественно для дискретного термического испарения !сложных материалов. Цель изобретения расширение функциональных возможностей и повышение эффективности использования испаряемого материала при сохранении высокого качества покрытия о Подающий желоб устройства выполнен в виде закрытой полости с приемным и подающим отверстиями и расположен на расстоянии 1,5*4 см выше испарителя. Испаритель выполнен в виде тигля, верхняя в направлении желоба кромка которого образует угол оС с горизонтальной плоскостью,, Верхняя часть тигля разделена пере— городками с тощиной стенок f £0,4 мм на ячейки с квадратным поперечным сечением d x d = * 2 * 2 - 1 O x 1 O мм1" и высотой Ь ^ З Я причем верхняя часть ячеек высотой h/2 наклонена по отношению к нижней части под углом Ы> в противоположную от желоба сторону» где & - arctg 2d/h. 1 табл.» 3 ил. (Л С 05 ••£> J 18-91 1649841 Изобретение относится к технике нанесения покрытий"и пленок в вакууме и может быть использовано в полупроводниковой, лазерной и оптической технологии, преимущественно для дискретного термического испарения сложных материалов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и 10 повышение эффективности использования испаряемого материала при сохранении высокого качества наносимого покрытия. На фиг.Т представлен общий вид уст- 15 ройства; на фиг о 2 — схема, иллюстри-* рующая выбор угла среза кромок тигля; на фиг.З - выбор угла наклона ячеек тигляв Устройство содержит дозатор 1 с 20 крышкой 2, в который засыпан порошок испаряемого материала 3, и виброжелоб Д. Дозатор 1 присоединен к приводу 5, а виброжелоб 4 с помощью держателя 6 присоединен к приводу 7с 25 Виброжелоб 4 представляет собой закрытую полость с приемным 8 и подающим 9 отверстиями. На расстоянии L от выходного отверстия выброжелоба 4 установлен тигель 10, верхняя часть 30 которого в направлении подачи частиц из виброжелоба 4 образует угол об с горизонтальной плоскостью и-разбита на ячейки с квадратным поперечным сечением d x d = 2 * 2 - 1 0 x 1 0 мм 2 и высотой h. На расстоянии h/2 от верх- 35 ней кромки тигля 10 ячейки наклонены по отношению к своей нижней части под утлом С6 = arctg 2d/h в направлении подачи частиц. Дозатор 1 и виб40 рожелоб 4 защищены от нагрева и затулений экраном 11, в отверстии которо— т о помещают подающий конец виброже— лоба 4. Учитывая также наблюдавшиеся отдельно выбросы частиц виброжело45 бом 4 для предотвращения последних виброжелоб 4 выполнен в виде закрытой полости. как значения, при которых практичес- ' ки не происходит рассеивания тиглем частиц испаряемого материала (см. таблицу). Нижнее граничное значение величины £ определяется свойствами того материала, из которого изготавливаются ячейки, например возможными толщинами ф о л ы молибдена, тантала, ниобия и т.д. Верхнее граничное значение d = 10 мм определено как такое, при котором размеры испарителя не превышают разумные с точки зрения их экономичности (более 3 см по высоте) , Оптимальными являются , значения d = 3 мм. Соотношение высоты h и иирнны d ячеек h ~ 3d выбраны из условия появления экономии испаряемого материала в сравнении с прототипом (см.таблицу)о Оптимальными являются h - 8d. Расстояние от подающего отверстия желоба до тигля LSr 4 см выбрано по результатам испытаний из условия отсутствия существенного рассеяния частиц тиглем в сторону, противоположную направлению наклона верхней части тигля в Верхнее граничное значение L определяется размерами вакуумной камеры, а оптимальное значен ние L определяется размером тигля и его температурой. Угол наклона верхней части ячеек 0 6 е arctg 2d/h выбран из условия предотвращения прямых падений частиц испаряемого материала на дно тигля Ш и их обратного выброса (фиг.З). Срез верхней кромки тигля 10 выполнен под углом об к направлению подачи частиц для предотвращения разбрасывания подаваемых частиц стенками ячеек. При этом условии рассеиваемая от одних стенок ячеек частица порошка будет задерживаться противоположными стенками. Устройство работает следующим образом. В вакуумной камере монтируют ти— ' Разделение верхней части тигля 10 гель 10» систему его нагрева и экна систему узких и длинных ячеек ран 11, После загрузки дозатора 1 50 обеспечивает хорошую направленность укрепляют его в вакуумной камере потока пара и тем самым существенно вместе с его приводом 5. Прикрепляповышать эффективность использования ют к приводу 7 с помощью держателя испаряемого материала t за счет умень6 виброжелоб 4 так, чтобы его приемшения его расхода на запыление внутное отверстие 9 совпало с отверстием рикамерной оснастки вакуумной уста- 55 дозатора 1, а подающее отверстие 9 t новки. Нижняя граница размеров попесовпало с отверстием в экране 11 и речного сечения ячеек d = 2 мн и было расположено на расстоянии L. толщина стенок f£=0,4 мм выбрана от верхней кромки тигля 10. После 5 • 164984 1 * достижения в вакуумной камере необРезультаты иссследований указы|ходимого вакуума нагревают тигель вают, что данное устройство более 10 до требуемой температуры испаречем в три раза повышает эффективность ния материала, включают привод 7 и использования испаряемого материала привод 5 дозатора 1 и проводят налы- ^ при значительном расширении технололение необходимого покрытия» Скорость гических возможностей его использоподачи вещества и, соответственно, вания „ При этом сохраняется высоскорость конденсации покрытия регукое качество наносимых покрытий и лируют приводом 5 дозатора 1,, • пленок, to При испытании устройства исполь[Формула и з о б р е т е н и я зовался конический дозатор с отверУстройство для дискретного испастием, подобранным под размер порошка рения материалов в вакууме, содержаиспаряемого материала, В качестве щее испаритель, дозатор испаряемого , приводов дозатора и желоба испольматериала и закрытый виброжелоб, зовались электромагниты* Тигли израсположенный между испарителем и ' готавливались из ниобиєвой фольги дозатором, о т л и ч а ю щ е е с я различной толічиньї с применением тотем, что, с целью расширения функчечной сварки. Для испарения испольдаональных возможностей и повышения зовался прокалиброванный по размерам 20 эффективности использования испаряепорошок стекла As^Se^. Испарение мого материала при сохранении высопроводили при различных температурах кого качества наносимого покрытия, испарителя Т ц , которые измерялись с испаритель выполнен в виде тигля, помощью термопарных датчиков» Эффекверхняя поверхность которого в нативность Р использования испаряемого 25 правлении виброжелоба образует угол вещества определяли как отношение С с горизонтальной плоскостью и р а з £ массы осажденного конденсата на кругделена перегородками с толщиной стелой подложке из стекла диаметром нок f £ 0 , 4 мм на ячейки с квадратный 80 мм к массе испаренного порошка, поперечным сечением d*d*2*22 загруженного в дозатор. Качество ЗО 10 я 10 мм " и высотой h b 3 d , причем пленок изучали с помощью микроверхняя часть ячеек высотой 0,5 h скопа МИИ-4. Результаты испытаний наклонена по отношению к своей нижустройства представлены в таблице ней части также под углом &L в проти(размеры поперечного сечения тигля воположную от виброжелоба сторону» 1 3,0 л 3,0 см , расстояние от тигля 2d до подложки равно 10 см, плоскость * 35 а угол