DE1690689C - Kathodenzerstäubungsvorrichtung - Google Patents

Description

und 1 b sind über in der Zeichnung nicht dargestellte,

25 isolierende Elemente gegen eine ebenfalls nicht gezeigte Trägerplatte des Rezipienten elektrisch isoliert. Als Kathode dient eine beispielsweise kreisscheibenförmige, gegen die Trägerplatte elektrisch isolierte

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrich- Platte 5. Die Wandung des Behälters 2 und die Katung zur Kathodenzerstäubung mit Ringentladung 30 thode 5 sind zweckmäßigerweise mit Kühlrohren, im Plasmaraum, der innerhalb eines Rezipienten z. B. Kühlschlangen, versehen, die mit in der Zeichdurch ein hochfrequentes, den Rezipienten axial nung nicht dargestellten, rohrförmigen Zu- und Abdurchdringendes, elektromagnetisches Feld erzeugt ist, leitungen in flüssigkeitsdurchlässiger Verbindung und bei der Kathode, Anode und Auffänger als den stehen. Durch Beschicken der Rohrleitungen mit Plasmaraum umhüllende Elektroden ausgebildet sind, 35 Kühl- bzw. Heizmedien, wie z. B. Wasser, wird eine und ist ein Zusatz zu Patent 1 515 311. Kühlung bzw. Ausheizung des Behälters und Rezi-

Der Gegenstand nach dem Hauptpatent ermög- pienten und damit eine Überhitzung des Rezipienten licht eine mit hoher Zerstäubungsrate durchführbare oder eine Verunreinigung der herzustellenden Schich-Beschichtung von Werkstücken großer geome- ten durch austretende Fremdatome bzw. Moleküle trischer Abmessungen. 4° unterbunden. Die Evakuierung des Behälterinneren

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- , erfolgt über eine in der Zeichnung nicht dargestellte, gründe, die vorgenannte Zerstäubungsrate sowie die gasdurchlässig mit dem Rezipienteninneren in VerGleichmäßigkeit der hergestellten dünnen Schichten, bindung stehende Vakuumpumpe,
und zwar auch großflächiger Schichten, weiter zu er- Aus dem Diagramm nach F i g. 2 ist zu ersehen,

höhen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch 45 daß durch ein in Richtung des Pfeils 6, d. h, also gelöst, daß der von dem hochfrequenten, elektro- parallel zum hochfrequenten, elektromagnetischen magnetischen Feld durchdrungene Plasmaraum zu- Feld der Erregerspule 1, angelegtes zusätzliches Masätzlich von einem magetischen Gleich- oder gnetfeld ein — ausgenommen das Minimum bei einer Wechselfeld durchdrungen ist. Magnetfeldstärke des Zusatzfeldes von ~10Oe —

Wie nachstehend an Hand von Ausführungsbei- 50 mit zunehmender Stärke des Zusatzfeldes erhöhter spielen gezeigt, ist dieses magnetische Zusatzfeld Anoden-Kathodenstrom erzielbar ist.
vorzugsweise senkrecht odsr parallel zum hochfre- In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß es

quenten, elektromagnetischen Feld ausgerichtet. Zur zwar bereits bekannt ist, ein Plasma durch ein zum Erzeugung des magnetischen Gleichfeldes dient Plasmastrahl parallel gerichtetes Magnetfeld zu stabizweckmäßigerweise ein Permanentmagnet, da dieser 55 lisieren bzw. zu komprimieren. Im vorliegenden keinen Energieverbraucher darstellt. Fall handelt es sich jedoch nicht um einen Plasma-

Durch das zusätzlich zum Erregerfeld den Plasma- strahl oder ein durch einen Elektronenstrahl sich raum bzw. das Ringentladungsplasma durchdringende bildendes Plasma, sondern um ein im gesamten Magnetfeld wird die elektrische Ladungsträgerdichte Innenraum des als Anode geschalteten, geschlitzten im Plasma erhöht bzw. örtlich im Plasmaraum ver- ⁶° Behälters sich diffus ausbildendes Niederdruck-Ringändert, was zu einer Verstärkung des sogenannten entladungsplasma. Wesentlich ist hierbei, daß sich Anoden-Kathodenstromes und damit zu höheren überraschenderweise bereits durch relativ gering«: Zerstäubungsraten und zur ebenfalls erwünschten magnetische Zusatzfelder (etwa 50 Oe) eine sehr gleichmäßigeren Ausbildung der Schichtdicken führt. hohe Verstärkung des Anoden-Kathodenstroms er-

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des 65 reichen läßt. Zur Erzeugung eines zusätzlich zum Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Darin zeigt hochfrequenten, elektromagnetischen Feld der Er-

F i g. 1 eine Vorrichtung in schaubildlicher, per- regerspulc angelegten magnetischen Feldes können sneklivischer Ansicht, wobei der Rezipient und die in der Zeichnung nicht dargestellte Permanent-

magnete, z.B. in Längsmitte des Behälters2 angeordnete Stäbe aus permanentmagnetischera Material, in Nähe der Kathode 5 und des Auffängers 7 angeordnete Polschuhe oder auch elektrische Spulen verwendet werden.

Wie bereits erwähnt, zeigt das Diagramm nach Fig. 3 für ein senkrecht zum hochfrequenten, elektromagnetischen Wechselfeld angelegtes, zusätzlich magnetisches deich- oder Wechselfeld die Abhängigkeit des Anoden-Kathodenstroms von der zwid d d Kthde herrschenden PotenE der Anöde und Kathode herrschenden Poten- ^^J^^^^üscten tialdifferenz, wobei die mit U bezeichnete Kurve »n ™*8«m "Jj* 7_eSnanentmlgnete, da diese

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Kühl- und Heizeinrichtungen nicht dargestellt sind Patentansprüche: und die Richtung des magnetischen Züsatzfeldes durch einen Pfeil lediglich angedeutet ist,

1. Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung mit Fig. 2 ein Diagramm, aus dem die Abhängigkeit Ringentladung in einem Plasmaraum, der inner- 5 des Anoden-Kathodenstromes vom magnetischen halb eines Rezipienten durch ein hochfrequentes, Zusatzfeld ersichtlich ist,

den Rezipienten axial durchdringendes, elektro-· Fig. 3 ein vergleichendes Diagramm, aus dem in magnetisches Feld erzeugt ist, und bei der Ka- Abhängigkeit von der zwischen Anode und Kathode thode, Anode und Auffänger als den Plasmaraum herrschenden Potentialdifferenz der durch ein senkumhüllende Elektroden ausgebildet sind, nach io recht zum Feld der Erregerspule gerichtetes zusätz-Patent 1 515 311, dadurch gekennzeich- liches Magnetfeld erzielbare Anoden-Kathodenstrom net, daß der von dem hochfrequenten, elektro- entjiehmbar ist.

magnetischen Feld durchdrungene Plasmaraum Bei der Kathodenzerstäubungsvorrichtung nach

zusätzlich von einem magnetischen deich- oder F i g. 1 erzeugt eine mit einem HF-Generator gekop-Wechselfeld durchdrungen ist. 15 pelte, vom elektrischen Strom durchflossene Hoch-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- frequenzspule 1 in einem als Anode geschalteten und kennzeichnet, daß das Gleich- oder Wechselfeld von einem Rezipienten umhüllten Behälter 2, z. B. senkrecht oder parallel zum hochfrequenten, elek- aus Kupfer, bei einem Druck des Füllgases von etwa tromagnetischen Feld ausgerichtet ist. 1 · 10~⁴ bis etwa 10-«Torr eine elektrodenlose

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, da- ao Ringentladung. Zur Vermeidung einer Abschirmung durch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des des hochfrequenten, elektromagnetischen Feldes ist magnetischen Gleichfeldes ein Permanentmagnet der zylindrisch ausgebildete Behälter 2 beispielsweise dient. bei 3 und 4 geschlitzt. Die beiden Zylinderhälften 1 a