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DD294511A5 - METHOD AND DEVICE FOR REACTIVE GAS FLOW SPUTTERING - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR REACTIVE GAS FLOW SPUTTERING Download PDF

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Publication number
DD294511A5
DD294511A5 DD34076690A DD34076690A DD294511A5 DD 294511 A5 DD294511 A5 DD 294511A5 DD 34076690 A DD34076690 A DD 34076690A DD 34076690 A DD34076690 A DD 34076690A DD 294511 A5 DD294511 A5 DD 294511A5
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DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
substrate
hollow cathode
gas
inert gas
anode
Prior art date
Application number
DD34076690A
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Jung
Original Assignee
Adw Zentralinstitut Fuer Elektronenphysik,De
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Adw Zentralinstitut Fuer Elektronenphysik,De filed Critical Adw Zentralinstitut Fuer Elektronenphysik,De
Priority to DD34076690A priority Critical patent/DD294511A5/en
Publication of DD294511A5 publication Critical patent/DD294511A5/en

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/228Gas flow assisted PVD deposition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung fuer die Beschichtungstechnik, insbesondere zur Herstellung von Schichten hoher Perfektion aus schwer abscheidbaren Materialien. Dabei werden aus einer inertgasdurchstroemten Hohlkatodenentladung zunaechst Inertgasionen geringer Energie auf das Substrat gelenkt und bewirken dessen Oberflaechenreinigung ohne bzw. mit nur geringen Strukturschaeden (z. B. Gitterbaufehler); anschlieszend wird durch Veraenderung der Betriebsparameter von den die Hohlkatode darstellenden Targets Material abgestaeubt, das auf dem Substrat abgelagert wird. Dabei entstehen Schichten hoher Reinheit, die als Schichtfolgen aus unterschiedlichen Materialien herstellbar sind.{Beschichtungstechnik; Sputtern; Gasfluszsputtern; Hohlkatode; Hohlkatodenentladung; Inertgas; Substrat; Reinigung; Target; Strukturschaden; Gitterbaufehler; Schichtreinheit; Schichtfolge; Schichtzusammensetzung}The invention relates to a method and a device for coating technology, in particular for the production of layers of high perfection from difficult to deposit materials. In this case, initially inert gas ions of low energy are directed onto the substrate from an inert gas-swept hollow cathode discharge and cause its surface cleaning without or with only minor structural damage (eg lattice construction defects); Subsequently, by altering the operating parameters, material is deposited from the targets representing the hollow cathode, which is deposited on the substrate. This results in layers of high purity, which can be produced as layer sequences of different materials. sputtering; Gasfluszsputtern; hollow cathode; hollow cathode discharge; inert gas; substrate; Cleaning; target; Structural damage; lattice defects; Layer purity; Layer sequence; Layer composition}

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung kann in der Beschichtungstechnik, insbesondere zum Aufbringen dünner Schichten in der Mikroelektronik, der optischen und der metallurgischen Industrie Anwendung finden.The invention can be used in coating technology, in particular for applying thin layers in microelectronics, the optical and metallurgical industries.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Bei der Molekularstrahlepitaxie (MBE) werden durch Heizen im Vakuum sehr reine und strukturell perfekte Oberflächen erzeugt. ' Dieses Verfahren ist wegen des erforderlichen Vakuums (p < 10"9Pa) und der hohen thermischen Belastung der Molekularstrahlquellen sehr aufwendig und erlaubt auch nicht die Abscheidung hochschmelzender Verbindungen. Rossnagel (Thin Solid Films 171 [1989], S. 143) beschreibt ein System zur Filmabscheidung mittels Elektronenstrahlverdampfer, das zur Stimulierung der Strukturbildung mit einer Breitstrahl-Ionenkanone ausgerüstet ist. Der Hauptnachteil dieses Systems ist die praktische Unmöglichkeit, Inertgasionen mit Energien unter 100 eV in ausreichender Stromdichte zum Substrat zu führen. Ionen höherer Energie bewirken bei der Oberflächenreinigung und auch bei der Filmabscheidung irreversible Strukturschäden.Molecular Beam Epitaxy (MBE) produces very clean and structurally perfect surfaces by heating in a vacuum. This process is very complicated because of the required vacuum (p <10 " 9 Pa) and the high thermal load of the molecular beam sources and does not permit the deposition of high-melting compounds Rossnagel (Thin Solid Films 171 [1989], p The main drawback of this system is the impossibility of introducing inert gas ions with energies below 100 eV in sufficient current density to the substrate, resulting in higher energy ions in the surface cleaning process and in the process of electron-beam evaporation also in the film deposition irreversible structural damage.

Außerdem ist das System sehr aufwendig, hat einen hohen Energieverbrauch und bewirkt im Falle der Abscheidung hochschmelzender Substanzen eine beträchtliche Substrataufheizung. Schließlich erzeugt der Elektronenstrahlverdampfer schädliche Röntgenstrahlung sowie eine große Zahl vagabundierender schneller Elektronen und hat bei Anwesenheit von Sauerstoff, wio es beim Herstellen von Oxidschichten notwendig ist, eine geringe Lebensdauer.In addition, the system is very expensive, has a high energy consumption and causes in the case of the deposition of refractory substances a considerable Substrataufheizung. Finally, the electron beam evaporator generates harmful X-rays as well as a large number of stray, fast electrons and has a short life in the presence of oxygen as it is necessary when producing oxide layers.

Harper et al. (J. Appl. Phys. 58(1985), S.550) beschreiben eine Anordnung zur Filmabscheidung, bestehend aus Ionenkanone 1 (auf das Substrat gerichtet) und Ionenkanone 2 (auf ein Sputter-Target gerichtet). Abgesehen von dem obengenannten Nachteil hoher Ionenenergie der direkt auf das Substrat gerichteten Ionen kommt hier das Problem energiereicher Teilchen hinzu, die beim Sputterprozeß entstehen (abgestäubte Targetatome und -ionen, gestreute Primärionen) und oft erhebliche kompositionelle und strukturelle Filmschäden hervorrufen. Eine Fernhaltung dieser Teilchen ist nur bedingt, für die geladenen Teilchen, möglich.Harper et al. (J. Appl. Phys. 58 (1985), p.550) describe a film deposition arrangement consisting of ion gun 1 (directed at the substrate) and ion gun 2 (directed at a sputtering target). Apart from the above-mentioned disadvantage of high ion energy of the ions directed directly onto the substrate, the problem of high-energy particles which arise in the sputtering process (sputtered target atoms and ions, scattered primary ions) and often cause considerable compositional and structural film damage is added. Keeping away these particles is only conditionally possible for the charged particles.

Dies ist ein prinzipielles Problem nicht nur beim lonenstrahlsputtern, sondern auch beim Dioden-, Trioden- und Magnetronsputtern. Das gilt ebenso für das von Ohmi u.a. (Appl. Phys. Lett. 53[1988], S.45) beschriebene Verfahren zur Homoepitaxie von Silizium mittels Magnetronsputtern, wo eine Oberflächenreinigung durch gezielten Beschüß mit Ionen geringer Energie mittels geeigneter Substratspannung erreicht wird. Nachteilig wirkt ferner auch hier, daß die Intensität der HF-Glimmentladung i. a. so gering ist, daß sich nur eine geringe lonenstromdichte an der Substratoberfläche erzielen läßt, weshalb die Vorreinigung unter sehr sauberen Bedingungen erfolgen muß (hohe Gasreinheit und sehr niedriger Restgasdruck), um die Rekontamination ausreichend gering zu halten. Obgleich dieses Verfahren prinzipiell auch zum reaktiven Sputtern von Verbindungen geeignet ist, ergeben sich hier - wie auch bei den anderen oben genannten Sputterverfahren - Probleme durch die Wechselwirkung des Reaktivgases mit der Targetoberfläche während der Substrat-Vorreinigung, insbesondere im Falle von Sauerstoff (zwecks Herstellung von Oxidfilmen). Nach Beendigung der Substratreinigung ergeben sich stabile Sputterbedingungen erst nach Abtrag der chemisch veränderten Targetdeckschicht, d. h., ein gleitender Übergang von der Oberflächenreinigung zur Beschichtung ist schwer steuerbar.This is a fundamental problem not only in ion beam sputtering but also in diode, triode and magnetron sputtering. This also applies to that of Ohmi u.a. (Appl. Phys. Lett. 53 [1988], p.45) described method for homoepitaxy of silicon by magnetron sputtering, where a surface cleaning is achieved by targeted bombardment with low energy ions by means of suitable substrate voltage. Another disadvantage is also here that the intensity of the RF glow discharge i. a. is so low that only a small ion current density can be achieved on the substrate surface, which is why the pre-cleaning must be done under very clean conditions (high gas purity and very low residual gas pressure) to keep the recontamination sufficiently low. Although this method is in principle also suitable for the reactive sputtering of compounds, here - as in the other abovementioned sputtering methods - problems arise due to the interaction of the reactive gas with the target surface during the substrate pre-cleaning, in particular in the case of oxygen (for the purpose of producing oxide films). After completion of the substrate cleaning, stable sputtering conditions result only after removal of the chemically modified target topcoat, ie. h., a smooth transition from surface cleaning to coating is difficult to control.

Von K. Ishii (J. Vac. Sei. Technol. A7 [1989), S. 256) wird ein Beschichtungsverfahren beschrieben, bei dem mittels Argon-Gasstrom bei einem Druck von 0,25 bis 1 Torr durch eine Hohlkatode abgestäubtes Katodenmaterial (Ti, Fe, Cu) mit hoher Rate auf einem über Katodenöffnung angeordneten Substrat abgeschieden wird. Dieses Verfahren hat gegenüber den anderen Sputterverfahren den Vorteil, daß die abgestäubten Teilchen auf ihrem Wege zum Substrat thermalisieren, gegenüber den Verdampfungsverfahren, daß nur eine mäßige Substraterwärmung stattfindet.K. Ishii (J.Vac.So., Technol. A7 [1989], p. 256) describes a coating process in which argon gas stream at a pressure of 0.25 to 1 Torr catalyzed by a hollow cathode (Ti , Fe, Cu) is deposited at a high rate on a substrate arranged via cathode opening. This method has the advantage over the other sputtering methods that thermalized the sputtered particles on their way to the substrate, compared to the evaporation processes that only a moderate substrate heating takes place.

Entscheidende Nachtei'e sind, daß keine Isolatorfilme hergestellt werden können, daß keine In-situ-Oberflächenreinigung erfolgt und kein lonenbeschuß während der Filmabscheidung möglich ist, der für dichte Filme optimaler Struktur erforderlich ist, wenn nur mittlere Substrattemperaturen zulässig sind. Weitere Nachteile sind die Beschränkung in der Größe der zu beschichtenden Fläche, die Beschränkung auf die Rohrgeometrie des Targets und die Beschränkung auf nur ein Target-Material.Key drawbacks are that insulator films can not be made, that there is no in-situ surface cleaning, and that no ion bombardment is possible during film deposition, which is required for dense films of optimum structure if only average substrate temperatures are allowed. Other disadvantages are the limitation in the size of the surface to be coated, the limitation on the tube geometry of the target and the restriction to only one target material.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung bestand darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Oberflächenbeschichtung zu finden, wobei gewährleistet sein soll, daß die aufzubringende Schicht auf einer sehr reinen Substratoberfläche abgeschieden wird, daß durch den Reinigungs- und Beschichtungsvorgang keine Strukturveränderung der Substratoberfläche bzw. des Substratmaterials erfolgt und daß das Substrat einer möglichst geringen Temperaturbelastung ausgesetzt wird. Außerdem sollte es möglich sein, auch dichte und strukturell perfekte Schichten chemisch fest gebundener Verbindungen, mehrkomponentige Schichten und Schichtfolgen hoher Homogenität und Reinheit abzuscheiden, die Schichtzusammensetzung währond des Beschichtungsvorganges abrupt oder beliebig graduiert zu ändern sowie die Abscheiderate und die Ionenenergie und -beschußrate in einem weiten Bereich einfach zu steuern. Dabei sollte sich die Vorrichtung durch einen einfachen Aufbau, unkomplizierte Handhabung, geringe Gefährdungen für Bediener und Umwelt und große Betriebsstabilität und Reproduzierbarkeit der Betriebsparameter auszeichnen.The aim of the invention was to find a method and an apparatus for carrying out the method of surface coating, wherein it should be ensured that the applied layer is deposited on a very pure substrate surface, that by the cleaning and coating process, no structural change of the substrate surface or ., The substrate material is carried out and that the substrate is exposed to the lowest possible temperature load. In addition, it should be possible to deposit dense and structurally perfect layers of chemically bonded compounds, multicomponent layers and layer sequences of high homogeneity and purity, to change the layer composition during the coating process abruptly or arbitrarily graduated as well as the deposition rate and the ion energy and fire rate in a wide Easy to control area. The device should be distinguished by a simple structure, uncomplicated handling, low risks to operators and the environment and great operational stability and reproducibility of the operating parameters.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbeschichtung zu finden, wobei eine Reinigung des Substrates in der Anlage und die nachfolgende Beschichtung ohne eine Verunreinigungen bewirkende Prozeßunterbrechung erfolgen. Dabei sollte die Energie der zur Reinigung und Stimulierung der Filmbildung während der Beschichtung auf das Target auftreffenden Teilchen zur Vermeidung von Gitterbaufehlern bei ausreichender Stromdichte einige 1OeV nicht übersteigen. Außerdem sollte durch eine thermische Entkopplung von Substrat und Teilchenquelle eine geringe Temperaturbelastung sichergestellt sein.The invention had the object of finding a method and an apparatus for surface coating, wherein a cleaning of the substrate in the system and the subsequent coating without impurities causing process interruption take place. In this case, the energy of the particles impinging on the target for cleaning and stimulating the formation of film during the coating should not exceed a few 10 eV at sufficient current density in order to avoid lattice defects. In addition, a low temperature load should be ensured by a thermal decoupling of substrate and particle source.

üie Beschichtungsquelle sollte des weiteren in der Lage sein, auch fest gebundene Verbindungen zur Beschichtung zu bringen, wobei durch eine elektrische Steuerung von außen sich in der Quelle befindliche Einzelkomponenten des Beschichtungsmaterials separat oder gleichzeitig in den Teilchen-Strahlerzeugungsprozeß einbeziehen lassen sollten. Die Abscheiderate wie auch Ionenenergie und lonenrate sollten durch einfach zu beeinflussende Parameter festlegbar sein. Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch eine geringe negative Substratvorspannung aus einer in Richtung Substrat von Inertgas durchströmten Hohlkatode, in der eine Glimmentladung brennt, Inertgasionen geringer Energie auf das Substrat treffen, wo sie einen Materialabtrag bewirken, ohne nennenswerte Strukturschäden zu hinterlassen, daß durch Verminderung des Druckes im Rezipienten oder Erhöhung der Gasstromrate oder elektrische Verlagerung der Entladung in das1 dem Substrat zugewandten Ende der Hohlkatode oder Erhöhung der Entladungsspannung abgestäubte Hohlkatoden-Teilchen das Substrat anreichern und damit ein schneller und unterbrechungsfreier Übergang von der Substratreinigung zur Beschichtung erfolgt, daß durch geeignete Veränderung der Substratvorspannung der lonenbeschuß der wachsenden Schicht, durch Entladungsspannung und -strom sowie Gasdruck und -strom die Schichtabscheiderate und durch Hinzufügen eines reaktiven Gases zum Inertgas an geeigneter Stelle die chemische Zusammensetzung der Schicht eingestellt werden.Furthermore, the coating source should be capable of coating even firmly bonded compounds, whereby individual components of the coating material located in the source from the outside should be able to be included separately or simultaneously in the particle beam generation process. The deposition rate as well as ion energy and ion rate should be determinable by parameters that are easy to influence. According to the invention this object is achieved in that strike by a small negative substrate bias from a hollow cathode in the direction of substrate of inert gas in which a glow discharge burns inert gas ions of low energy to the substrate, where they cause a removal of material, without causing significant structural damage, that By reducing the pressure in the recipient or increasing the gas flow rate or electrical displacement of the discharge in the substrate 1 facing end of the hollow cathode or increase the discharge voltage sputtered Hohlkatoden particles enrich the substrate and thus a faster and uninterrupted transition from the substrate cleaning to the coating takes place by suitably changing the substrate bias, ion bombardment of the growing layer, discharge voltage and current, and gas pressure and current, the layer deposition rate and addition of a reactive gas to the inert gas The chemical composition of the layer can be adjusted.

-3- 204 511-3- 204 511

Die Entladungsspannung und -Stromstärke müssen so groß sein, daß ausreichend Katodenmaterial abgetragen wird. Die Spannung sollte bei 200 bis 500V ücyen, um einerseits eine stabile und intensive Entladung zu erzielen und andererseits das Substrat nicht energiereichon Neutralteilchen auszusetzen. Die Stromstärke liegt bei 10... 1000mA oder auch darüber, je nach Größe der Katodenfläche. Der Gasdruck sollte nicht wesentlich unter. 1 Pa liegen, um ein vollständiges Thermalisieren der abgestäubten Teilchen auf ihrem Wege zum Substrat zu gewährleisten, und nicht wesentlich über 20Pa, um den Energieverlust jener Ionen, die auf das Substrat treffen sollen, gering zu halten. Die Gasstromrate liegt bei einigen 10 bis einigen lOOsccmuncl bestimmt- in Verbindung hauptsächlich mit dem Druck-die Schichtwachstumsrate, welche zwischen 0 und sehr großen Werten, z. B. BOO nm/min, einstellbar ist. Zur Realisierung der erforderlichen Glimmentladung müssen Quelle und Substrat in einem Vakuumraum angeordnet sein. Da das inerte Arbeitsgas, z. B. Argon, durch seine Strömung das Restgas im Vakuumraum von der Substratoberfläche verdrängt, wird die Reinheit der Schichten hauptsächlich durch die des Arbeitsgases bestimmt. Die Kosten für den Vakuumraum sind daher geringer als bei vergleichbaren Verfahren.The discharge voltage and current must be so large that sufficient cathode material is removed. The voltage should be at 200 to 500V ücyen, on the one hand to achieve a stable and intense discharge and on the other hand, the substrate is not energetically exposed to neutral particles. The current is 10 ... 1000mA or even higher, depending on the size of the cathode surface. The gas pressure should not be significantly lower. 1 Pa to ensure complete thermalization of the sputtered particles on their way to the substrate, and not significantly above 20 Pa, to minimize the energy loss of those ions that are to strike the substrate. The gas flow rate is determined to be several tens to several hundreds of minutes, mainly related to the pressure, the layer growth rate, which varies between 0 and very high values, e.g. B. BOO nm / min, is adjustable. To realize the required glow discharge source and substrate must be arranged in a vacuum space. Since the inert working gas, z. As argon, displaced by its flow, the residual gas in the vacuum space from the substrate surface, the purity of the layers is determined mainly by that of the working gas. The costs for the vacuum space are therefore lower than in comparable methods.

Die Quelle besteht aus einem oder mehreren gasdichten Hohlräumen, die an einem Ende eine Gaseinströmöffnung für das Arbeitsgas (Inertgas, ggf. gemischt mit reaktivem Gas) aufweisen und am anderen Ende eine auf das Substrat gerichtete Austrittsöffnung. Die innere Oberfläche und weitere Einbauten, die den Gasstrom nicht behindern sollten, bestehen aus einem oder mehreren Teilen Targetmaterial und können teilweise auch aus Isoliermaterial bestehen. Die verschiedenen Teile des Targetmaterials sind voneinander elektrisch isoliert und einzeln mit elektrischen Anschlüssen versehen. Im Betrieb wird an diese Anschlüsse von außen eine Gleich- oder Wechselspannung gelegt, so daß eine Glimmentladung stattfindet, die einen Abtrag vom Targetmaterial bewirkt. Im Falle von Gleichspannung kann die Anode aus beliebigem leitenden Material bestehen und auch außerhalb der Hohlräume angeordnet sein, was zu erhöhter Reinheit und Stabilität beim Beschichtungsprozeß führt. Die räumliche Ausdehnung der Hohlräume quer zum Gasstrom muß so groß sein, daß sich eine Glimmentladung ausbilden kann (mindestens etwa 1 mm) und sollte nicht größer als einige cm sein, um den Hohlkatodeneffekt ausnutzen zu können. Zu diesem Ziele kann bei vorgegebener äußerer Größe eine Intensivierung der Entladung durch eine gleichmäßig verwinkelte Gestaltung des Querschnittes erreicht werden, z. B. in Form eines Paketes paralleler Röhrchen, Die Ausdehnung parallel zum Gasstrom sollte nicht wesentlich geringer als die Querausdehnung sein, um den Hohlkatodeneffekt zu erhalten. Eine zu große Ausdehnung, bezogen auf die Bertriebsparameter, ist unzweckmäßig, da sie zu verstärkter Redeposition bereits abgestäubten Targetmaterials innerhalb der Quelle führt und damit zu einem geringen Wirkungsgrad.The source consists of one or more gas-tight cavities which have at one end a gas inlet opening for the working gas (inert gas, possibly mixed with reactive gas) and at the other end an outlet opening directed onto the substrate. The inner surface and other internals, which should not hinder the flow of gas, consist of one or more parts of target material and may partially consist of insulating material. The various parts of the target material are electrically isolated from each other and individually provided with electrical connections. In operation, a DC or AC voltage is applied to these terminals from the outside, so that a glow discharge takes place, which causes a removal of the target material. In the case of DC voltage, the anode can be made of any conductive material and can also be arranged outside the cavities, which leads to increased purity and stability in the coating process. The spatial extent of the cavities transverse to the gas flow must be so large that a glow discharge can form (at least about 1 mm) and should not be greater than a few cm in order to exploit the Hohlkatodeneffekt can. For this purpose, for a given external size, an intensification of the discharge can be achieved by a uniformly angled design of the cross section, z. B. in the form of a packet of parallel tubes, the extent parallel to the gas flow should not be much less than the transverse extent to obtain the Hohlkatodeneffekt. Too large an expansion, based on the Bertriebparameters, is inappropriate because it leads to increased Redeposition already sputtered target material within the source and thus to a low efficiency.

Das Substrat befindet sich im Gasstrom in der Nähe der Austrittsöffnung der Hohlräume und sollte ein frei wählbares elektrisches Potential haben. Zwischen Quelle und Substrat sollte sich eine Schwenkblende befinden, z. B. um während der Vorreinigung der Quelle die Substratoberfläche nicht zu verändern. Beim reaktiven Abscheiden sollte sich die Austrittsöffnung für das reaktive Gas in der Nähe der substratseitigen Quellenöffnung(en) befinden und auf das Substrat gerichtet sein, falls eine Reaktion dieses Gases mit dem Target unerwünscht ist. Bedingt durch den relativen hohen Arbeitsdruck ergibt sich eine gute Wärmeableitung für die Katode, so daß selbst bei mittleren Abscheideraten auf eine zusätzliche Kühlung verzichtet werden kann. Da das Verfahren weder hohe Spannungen noch Hochfrequenz oder giftige Gase verwendet, ist es ungefährlich und umweltfreundlich.The substrate is located in the gas flow near the exit opening of the cavities and should have a freely selectable electrical potential. Between the source and the substrate should be a pivoting aperture, z. B. to not change the substrate surface during the pre-cleaning of the source. In reactive deposition, the reactive gas exit port should be near the substrate-side source port (s) and directed at the substrate if reaction of this gas with the target is undesirable. Due to the relatively high working pressure results in a good heat dissipation for the cathode, so that even with average deposition rates can be dispensed with an additional cooling. As the process does not use high voltages, high frequency or toxic gases, it is safe and environmentally friendly.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung soll nachfolgend anhand dreier Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigenThe invention will be explained in more detail below with reference to three embodiments. Show it

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Beschichtung ebener, leitfähiger Substrate Fig. 2: eine Vorrichtung mit Mehrfach-Hohlkatoden1 shows a device according to the invention for coating planar, conductive substrates. FIG. 2 shows a device with multiple hollow cathodes

Fig.3: eine Vorrichtung zur Innenbeschichtung von Rohren.3 shows a device for internal coating of pipes.

In Fig. 1 befindet sich das Substrat 3 in elektrischem und Wärmekontakt mit dem Substrathalter 2, der vom Heizer 1 auf die vorgesehene Temperatur gebracht wird. Das aufzutragende Material wird durch eine Hohlkatoden-Glimmentladung, die zwischen der Anode 21 oder 22 und den Katoden 8 und 9 brennt, von letzteren abgetragen und von dem durch das Rohr 18 einströmende Inertgas mitgenommen, so daß es den aus den Katoden 8 und 9 gebildeten Hohlkatodenraum verläßt, gemeinsam mit dem Inertgas den Pyramidenstumpf 5 passiert und sich zum großen Teil auf dem Substrat 3 niederschlägt. Sollen zwei unterschiedliche Materialien gleichzeitig oder nacheinander zur Abscheidung kommen, so müssen die Targets 8 und 9 jeweils aus einem dieser Materialien bestehen. Die Abscheideraten beider Materialien werden dabei individuell durch die Spannungen Ui und U2 gesteuert. Sind weitere Spannungsquellen vorhanden, so können mit der beschriebenen Anordnung bis zu vier verschiedene Materialien simultan abgeschieden werden. Dabei gewährleisten die Isolator-Hohlprofile 19 die dauerhafte elektrische Isolation der Targets untereinander sowie die seitliche Gasdichtheit des Hohlkatodenraumes. Im Falle einer intensiven Entladung zur Erzielung sehr hoher Raten ist es zweckmäßig, die Rohrschlange 10, die sich im thermischen, aber nicht elektrischen Kontakt mit den Targets befindet, von Kühlmittel durchströmen zu lassen, um eine Überhitzung der Targets zu vermeiden. Sollen chemische Verbindungen unter Mitwirkung reaktiver Gase abgeschieden werden, so können diese Gase dem Inertgas beigemischt werden oder separat durch das Rohr 16 in den Boden der Hohlkatode eingespeist werden. In diesen Fällen kommt es bereits auf der Targetoberfläche zu einer Reaktion. Ist dies unerwünscht, so ist das Gas in das Rohr 17 einzuleiten (das außen aus Isoliermaterial besteht), welches es erst außerhalb der Hohlkatode wieder verläßt, direkt auf das Substrat gerichtet. Dabei erhält es eine gewisse thermische Aktivierung, da sich die ebenfalls am Rohr 17 untergebrachte rohrförmige Anode 22 durch den Elektronenbeschuß an der Glimmentladung erhitzt. Genügt diese Aktivierung nicht, so kann durch Umschalten auf' Anode 21, die sich im Inneren des Rohrs 17 befindet, mittels Schalter 20 eine Dissoziation und elektrische Anregung des reaktiven Gases erreicht werden, ohne daß dabei energiereiche Ionen entstehen.In Fig. 1, the substrate 3 is in electrical and thermal contact with the substrate holder 2, which is brought from the heater 1 to the intended temperature. The material to be applied is removed from the latter by a hollow cathode glow discharge which burns between the anode 21 or 22 and the cathodes 8 and 9, and taken along by the inert gas flowing through the tube 18, so that it forms those formed from the cathodes 8 and 9 Leaves Hohlkatodenraum, together with the inert gas passes through the truncated pyramid 5 and is reflected in large part on the substrate 3. If two different materials are to be deposited simultaneously or one after the other, the targets 8 and 9 must each consist of one of these materials. The deposition rates of both materials are controlled individually by the voltages Ui and U 2 . If additional voltage sources are present, then with the arrangement described up to four different materials can be deposited simultaneously. The insulator hollow profiles 19 ensure the permanent electrical insulation of the targets with each other and the lateral gas tightness of the hollow cathode chamber. In the case of an intensive discharge to achieve very high rates, it is expedient for the tube coil 10, which is in thermal but not electrical contact with the targets, to flow through coolant in order to avoid overheating of the targets. If chemical compounds are to be separated with the assistance of reactive gases, these gases can be admixed with the inert gas or fed separately through the tube 16 into the bottom of the hollow cathode. In these cases, a reaction already occurs on the target surface. If this is undesirable, then the gas is to be introduced into the tube 17 (which is made of insulating material on the outside), which leaves it outside the hollow cathode only, directed directly onto the substrate. It receives a certain amount of thermal activation, since the tubular anode 22, which is likewise accommodated on the tube 17, is heated by the electron bombardment at the glow discharge. If this activation is not sufficient, by switching to 'anode 21, which is located in the interior of the tube 17, a dissociation and electrical excitation of the reactive gas can be achieved by means of a switch 20, without generating high-energy ions.

Ist sehr sauberes Inertgas erforderlich, so kann die Hohlkatode nach unten um den Isolierkörper 12, das Gettertarget 13, die Anode 14 und die Isolator-Bodenplatte 15 erweitert werden. Die Spannungsquelle U4 verursacht hier eine zweite Hohlkatoden-Glimmentladung, die ähnlich einer lonengetterpumpe wirkt, wobei der Isolierkörper 12 und die Isolatorblende 11 eine Übertragung von Gettermaterial in die obere Hohlkatode verhindern, indem der Weg verlängert und der Druck erhöht wird.If very clean inert gas is required, then the hollow cathode can be extended downwards around the insulating body 12, the getter target 13, the anode 14 and the insulator base plate 15. The voltage source U 4 here causes a second hollow cathode glow discharge which acts similarly to an ion getter pump, the insulator 12 and the insulator diaphragm 11 preventing transfer of getter material into the upper hollow cathode by lengthening the path and increasing the pressure.

Der seitlich gasdichte Kegelstumpf 5, der mittels Isolierkörper 7 mit den Katoden 8 und 9 gasdicht verbunden, aber elektrisch isoliert ist, bewirkt eine Ausrichtung dos Gasstromes auf das Substrat sowie durch Querschnittserweiterung gegenüber de; Hohlkatode und Querschnittsvorengung an seinem substrathalterseitigen Rand eine Verminderung der Gasstromgeschwindigkeit, was zu einer Vergrößerung der Ausdiffusion des mitgenommenen Targetmaterials und damit zu höherer Abscheiderate, Materialausnutzung und Inertgas-Einsparung führt. Außerdem wird der dem Verfahren inhärente Effekt der Zurückdrängung des Restgases beträchtlich verstärkt. Bei einer Beschichtung von isolierenden Substraten ist es zweckmäßig.zwischen Quelle und Substrat ein feinmaschiges Metallnetz anzuordnen, das die Beschleunigung der Ionen auf das Substrat übernimmt. Da das Verfahren mit relativ hohem Gasdruck arbeitet, ist eine Abbildung des Netzes auf die Schichtdicke nicht zu erwarten.The laterally gas-tight truncated cone 5, which is gas-tightly connected by means of insulating body 7 with the cathodes 8 and 9, but is electrically insulated, causes an alignment dos gas flow to the substrate and by cross-sectional widening against de; Hollow cathode and Querschnittsvorengung at its substrate holder side edge a reduction in the gas flow velocity, which leads to an increase in the outdiffusion of the entrained target material and thus to higher deposition rate, material utilization and inert gas savings. In addition, the process inherent in the process of repelling the residual gas is significantly enhanced. In the case of a coating of insulating substrates, it is expedient to arrange a fine-meshed metal net between the source and the substrate, which takes over the acceleration of the ions onto the substrate. Since the process works with a relatively high gas pressure, a mapping of the mesh to the layer thickness is not to be expected.

Vor Beginn der Beschickung sind das Vakuumsystem zu evakuieren, der Inertgasstrom einzustellen und das Substrat wie gewünscht zu heizen. Bei geschlossener Schwenkblende 4 und geöffneter Klappe 6 werden die Spannungen Ui, U2, U4 eingeschaltet. Durch die Klappe 6 können Quellenkontaminationen effektiv entweichen. Ist die Quellenreinigung beendet, so wird Klappe 6geschlossenund ein solch hoher Gasdruck eingestellt, daß bei gegebenem Gasdurchsatz keine Targetteilchen auf das Substrat gelangen können, sondern sich noch innerhalb der Hohlkatode oder innerhalb des Kegelstumpfes 5 abscheiden. Dann wird die Spannung U3 eingeschaltet und die Schwenkblende 4 geöffnet. Dadurch kommt es zum lonenbeschuß der Substratoberfläche durch Ionen aus der Hohlkatode. Die Energie der Ionen hängt eng mit U3 zusammen und ist je nach Gasdruck im Mittel etwas kleiner als eo · U3. Sind Ui und U2 hinreichend klein, so besteht der lonenstrom fast ausschließlich aus Inertgas-Ionen. Die Stromdichte kann unabhängig von der Energie verändert werden durch Veränderung von U)( U2 oder durch geringe Veränderung des Gasdruckes. Die Ionen bewirken eine Oberflächenreinigung des Substrates durch Materialabtrag, wobei keine Strukturschäden entstehen, wenn ihre Energie nur ein geringes Vielfaches der chemischen Bindungsenergie beträgt und die Substrattemperatur ausreichend hoch ist, um geringe Defekte auszuheilen. Nach erfolgter Oberflächenreinigung wird zur Beschichtung übergegangen, ohne die Glimmentladung zu unterbrechen, indem der Gasdruck verringert oder die Gasstromrate erhöht oder die Spannungen Ui, U2 erhöht werden. Durch diese drei Parameter ist gleichzeitig die Abscheiderate bestimmt. Alle drei Parameter sind einfach und stabil einstellbar. U3 ist dabei so einzustellen, daß die für die Filmbildung optimale Ionenenergie erreicht wird, und, falls vorgesehen, sind das oder die reaktiven Gase einzulassen, soweit sie nicht bereits während der Oberflächenreinigung strömten. Die Beendigung der Abscheidung nach Erreichen der gewünschten Schichtdicke kann durch Schließen der Schwenkblende 4 oder durch Ausschalten von Ui, U2 erfolgen.Before starting the feed, evacuate the vacuum system, adjust the inert gas flow, and heat the substrate as desired. When the pivot panel 4 is closed and the flap 6 is open, the voltages Ui, U 2 , U 4 are switched on. Through the flap 6 source contaminants can escape effectively. If the source cleaning is completed, then flap 6 is closed and such a high gas pressure is set that, given the gas throughput, no target particles can reach the substrate but still deposit within the hollow cathode or within the truncated cone 5. Then, the voltage U 3 is turned on and the pivot panel 4 is opened. This leads to ion bombardment of the substrate surface by ions from the hollow cathode. The energy of the ions is closely related to U 3 and, depending on the gas pressure, is on average slightly smaller than e o · U 3 . If Ui and U 2 are sufficiently small, the ion current consists almost exclusively of inert gas ions. The current density can be changed independently of the energy by changing U ) ( U 2 or by a slight change in the gas pressure.) The ions cause a surface cleaning of the substrate by material removal, whereby no structural damage occurs, if their energy is only a small multiple of the chemical binding energy After surface cleaning, the coating is transferred without interrupting the glow discharge by reducing the gas pressure or increasing the gas flow rate or increasing the voltages Ui, U 2. These three parameters are simultaneous the deposition rate determined. All three parameters are simple and stable adjustable. U 3 is set so that the optimum for film formation ion energy is achieved and, if provided, are that or take in the reactive gases, unless they are already during the superficiality purge flowed. The termination of the deposition after reaching the desired layer thickness can be done by closing the pivot panel 4 or by turning off Ui, U 2 .

In Fig. 2 befinden sich die Substrate 25 auf dem Substrathalter 24. In dem gasdichten Kasten 26, der am Rand einen Kragen 27 besitzt und dessen offene Seite zu den Substraten 25 zeigt und zu ihnen dicht benachbart ist, wird durch das Rohr 33 das Arbeitsgas eingespeist. Die Lochplatte 31 stellt einen Strömungswiderstand dar, wodurch sich im Stauraum 32 ein einheitlicher Druck ausbildet und das Arbeitsgas gleichmäßig durch alle Löcher der Lochplatte 31, dann durch den Anodenraum 29, durch die Hohlkatodenmatrix 28 und an den Substraten 25 vorbeiströmt. Die Hohlkatodenmatrix 28 besteht aus mehreren Gruppen, z.B. 3, von Hohlkatoden, die jeweils aus einem bestimmten Material bestehen, untereinander elektrisch verbunden, von denen andere Gruppen isoliert und gleichzeitig auf die Öffnungsfläche des Kastens 26 verteilt sind. Die den Materialabtrag bewirkende Glimmentladung brennt zwischen diesen Katoden und der gemeinsamen Anode 30.In Fig. 2, the substrates 25 are on the substrate holder 24. In the gas-tight box 26, which has a collar 27 at the edge and the open side to the substrates 25 and is closely adjacent to them, through the tube 33, the working gas fed. The perforated plate 31 represents a flow resistance, whereby a uniform pressure is formed in the storage space 32 and the working gas flows uniformly through all the holes of the perforated plate 31, then through the anode space 29, through the hollow cathode matrix 28 and past the substrates 25. The hollow cathode matrix 28 consists of several groups, e.g. 3, of hollow cathodes, each consisting of a specific material, electrically connected to each other, of which other groups are isolated and distributed simultaneously on the opening surface of the box 26. The corona discharge causing the removal of material burns between these cathodes and the common anode 30.

Durch Ein- und Ausschalten bzw. Verändern der Spannungen Ui, U2, U3 können Schichtsysteme mit abrupten bzw. graduierten Übergängen hergestellt werden, bei festgehaltenen Spannungswerten ergeben sich Mischschichten vorgebbarer Komposition. Die Größe der Katodenmatrix 28 und damit die Größe bzw. Anzahl der gleichzeitig zu beschichtenden Substrate 25 unterliegt keiner prinzipiellen Beschränkung.By switching on and off or changing the voltages Ui, U 2 , U 3, it is possible to produce layer systems with abrupt or graduated transitions, with retained voltage values resulting in mixed layers of specifiable composition. The size of the cathode matrix 28 and thus the size or number of the substrates 25 to be coated at the same time is not subject to any fundamental restriction.

In Fig.3 wird die Anwendung der Erfindung für die Innenbeschichtung von Rohren beschrieben.In Fig.3 the application of the invention for the inner coating of pipes is described.

Die aus dem Rohr 36 mit Gaseinspeisung 34, Anode 35, Hohlkatode 39 und Führung 40 bestehende Quelle wird zunächst voll in das zu beschichtende Rohr 38 eingeschoben. Dieses Rohr ist mittels Dichtung 41 an die Verkuumpumpe 42 angeschlossen und wird von dieser evakuiert. Das andere Ende des Rohrs 38 wird verschlossen durch die Quelle in Verbindung mit der Gleitdichtung 37, die auf dem Rohr 36 oder dem Rohr 38 gleiten kann. Durch die Gaseinspeisung 34 wird nun das Arbeitsgas eingelassen. Durch die als flohr ausgebildete Anode 35 kann reaktives Gas beigemischt werden. Durch Anlegen einer geeigneten Spannung an die Anode 35 und die Katode 39 zündet die Hohlk.iiodenglimmentladung. Zur Vermeidung parasitärer Entladungen müssen die Zuführungen von Anode und Katode hinreichend isoliert sein. Das Arbeitsgas befördert das abgestäubte Katodenmaterial in das Rohr 38, auf dessen Innenwand es sich niederschlägt. Durch eine negative Vorspannung des Rohres 38 gegenüber der Anode 35 entsteht ein lonenbeschuß des Rohres, der zur Oberflächenreinigung, sowie zur Verbindungs- und Strukturbildung der aufwachsenden Schicht beiträgt.The existing from the tube 36 with gas inlet 34, anode 35, hollow cathode 39 and guide 40 source is first fully inserted into the tube 38 to be coated. This tube is connected by means of seal 41 to the Verkuumpumpe 42 and is evacuated from this. The other end of the tube 38 is closed by the source in communication with the sliding seal 37, which can slide on the tube 36 or tube 38. By the gas feed 34, the working gas is now admitted. Reactive gas can be admixed by the anode 35, which is embodied as a fugitive. By applying a suitable voltage to the anode 35 and the cathode 39 ignites the Hohlk.iiodenglimmentladung. To avoid parasitic discharges, the supplies of anode and cathode must be sufficiently isolated. The working gas conveys the atomized cathode material into the tube 38, on the inner wall of which it precipitates. By a negative bias of the tube 38 relative to the anode 35, an ion bombardment of the tube, which contributes to the surface cleaning, as well as for connection and structure formation of the growing layer.

Zur Erzielung einer vollständigen und gleichmäßigen Innenbeschichtung des Rohres 38 wird die im Rohr 36 installierte Quelle gleichmäßig aus dem Rohr 38 herausgezogen, solange die Dichtung 37 dessen Dichtheit gewährleisten kann.To achieve a complete and uniform inner coating of the tube 38, the source installed in the tube 36 is uniformly withdrawn from the tube 38, as long as the seal 37 can ensure its tightness.

Claims (7)

1. Verfahren zum reaktiven Gasflußsputtern, gekennzeichnet dadurch, daß aus einer inertgasdurchströmten Hohlkatodenentladung mittels einer geringen negativen Substratvorspannung Inertgasionen zum Zwecke der Oberflächenreinigung auf das Substrat gerichtet werden, daß nach einem hinreichenden Oberflächenabtrag durch Verminderung des Druckes im Rezipienten und/oder Erhöhung der Gasstromrate und/oder elektrische Verlagerung der Entladung in das dem Substrat zugewandte Ende der Hohlkatode und/oder Erhöhung der Entladungsspannung von der inneren Hohlkatodenoberfläche Materialteilchen abgestäubt werden und durch den Gasfluß auf das Substrat transportiert und dort abgeschieden werden, wobei durch Veränderung der Substratvorspannung der lonenbeschuß der wachsenden Schicht, durch Entladungsspannung und -strom sowie Gasdruck und -strom die Schichtabscheiderate und durch Hinzufügen eines reaktiven Gases sowie elektrisches Umschalten von einem auf ein anderes Target, aus dem die Hohlkatode gebildet wird, die chemische Zusammensetzung der Schicht geregelt wird.1. A method for reactive Gasflußsputtern, characterized in that are directed from a inert gas flow through Hohlkatodenentladung by means of a low negative substrate bias inert gas ions for the purpose of surface cleaning on the substrate, that after a sufficient Oberflächenabtrag by reducing the pressure in the recipient and / or increasing the gas flow rate and / or electrical displacement of the discharge into the substrate-facing end of the hollow cathode and / or increase of the discharge voltage from the inner hollow cathode surface material particles are dusted and transported by the gas flow to the substrate and deposited there, wherein by changing the substrate bias of the ion bombardment of the growing layer, by discharge voltage and current and gas pressure and current, the Schichtabscheiderate and by adding a reactive gas and electrical switching from one to another target from which the Hohlk Atode is formed, the chemical composition of the layer is regulated. 2. Vorrichtung zum reaktiven Gasflußsputtern, gekennzeichnet dadurch, daß eine aus mehreren, gegeneinander elektrisch isolierten Targets (8,9) gebildete Hohlkatode an ihrem rückseitigen Ende mit einer Einströmöffnung für Inertgas (18) oder mit einer Gaseinströmöffnung für reaktives Gas (16) versehen ist, daß die Targets (8,9) separat mit Spannungsquellen (U1, U2) verbunden sind, die einzeln zuschaltbar sind, daß in der Hohlkatode eine langgestreckte Anode (21) und/oder eine in der Nähe der substratseitigen Öffnung der Hohlkatode befindliche Anode (22) angeordnet ist, daß sich vor der Hohlkatode ein Substrat (3) auf einem Substrathalter (2) befindet, welches sich durch eine Spannungsquelle (U3) auf einer negativen Vorspannung gegenüber der Anode (21,22) befindet, daß zwischen Hohlkatode und Substrat (3) eine Schwenkblende (4) angeordnet ist und daß sich der Substrathalter (2) im Kontakt mit einem Heizer (1) befindet.2. A device for reactive Gasflußsputtern, characterized in that one of a plurality of mutually electrically isolated targets (8,9) formed hollow cathode is provided at its rear end with an inlet opening for inert gas (18) or with a Gaseinströmöffnung for reactive gas (16) in that the targets (8, 9) are connected separately to voltage sources (U 1 , U 2 ) which can be individually switched on, that an elongate anode (21) is located in the hollow cathode and / or a cavity located near the substrate-side opening of the hollow cathode Anode (22) is arranged in front of the hollow cathode, a substrate (3) on a substrate holder (2), which is by a voltage source (U 3 ) on a negative bias relative to the anode (21,22) is that between Hollow cathode and substrate (3) a pivoting aperture (4) is arranged and that the substrate holder (2) is in contact with a heater (1). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß sich im der substratseitigen Öffnung der Hohlkatode abgewandten Ende der Hohlkatode ein gegenüber den Targets (8,9) isoliertes Gattertarget (13) und eine Anode (14) befinden, die mit einer Spannungsquelle (U4) verbunden sind, wobei die Hohlkatode durch eine Isolator-Bodenplatte (15) abgeschlossen ist.3. A device according to claim 2, characterized in that in the substrate-side opening of the hollow cathode remote end of the hollow cathode opposite the targets (8.9) isolated gate target (13) and an anode (14) are located, with a voltage source (U 4 ), the hollow cathode being terminated by an insulator bottom plate (15). 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß sich die Targets (8,9) im thermischen Kontakt mit einer Kühlvorrichtung (10) befinden.4. Apparatus according to claim 2 and 3, characterized in that the targets (8,9) are in thermal contact with a cooling device (10). 5. Vorrichtung nach Anspruch 2-4, gekennzeichnet dadurch, daß am substratseitigen Ende der Hohlkatode ein mit dieser gasdicht, aber elektrisch isoliert verbundener trichterförmiger Körper (5) zur Ausrichtung des Gasstromes auf das Substrat (3) mit einer seitlichen Klappe (6) angeordnet ist.5. Apparatus according to claim 2-4, characterized in that arranged at the substrate side end of the hollow cathode with this gas-tight, but electrically isolated funnel-shaped body (5) for aligning the gas flow to the substrate (3) with a side flap (6) is. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2-5, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen Hohlkatode und Substrat (3) eine Schwenkblende (4) angeordnet ist und daß sich der Substrathalter (2) im Kontakt mit einem Heizer (1) befindet.6. Apparatus according to claim 2-5, characterized in that between hollow cathode and substrate (3) a pivoting aperture (4) is arranged and that the substrate holder (2) is in contact with a heater (1). 7. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß eine gemeinsame Anode (30) und eine matrixförmig angeordnete Vielzahl von Hohlkatoden (28), die einzeln oder in Gruppen mit separaten Spannungsquellen verbunden sind, in einem gasdichten Kasten (26) angeordnet sind, wobei der Kasten (26) eine rückwärtige Gaseinströmöffnung (33) für das Inertgas aufweist und die Einzelkatoden aus einzeln oder gruppenweise verschiedenen Materialien bestehen.7. The device according to claim 2, characterized in that a common anode (30) and a matrix-arranged plurality of hollow cathodes (28) which are connected individually or in groups with separate voltage sources, in a gas-tight box (26) are arranged the box (26) has a rear gas inlet (33) for the inert gas and the single cathodes consist of individually or in groups different materials.
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