DD142568A1 - EINRICHTUNG ZUM REAKTIVEN BESCHICHTEN MIT DEM PLASM&TRON - Google Patents
EINRICHTUNG ZUM REAKTIVEN BESCHICHTEN MIT DEM PLASM&TRON Download PDFInfo
- Publication number
- DD142568A1 DD142568A1 DD21173979A DD21173979A DD142568A1 DD 142568 A1 DD142568 A1 DD 142568A1 DD 21173979 A DD21173979 A DD 21173979A DD 21173979 A DD21173979 A DD 21173979A DD 142568 A1 DD142568 A1 DD 142568A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- substrates
- wall
- plasmatron
- coating
- holders
- Prior art date
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 32
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 20
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 claims description 11
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
- C23C14/0036—Reactive sputtering
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
21 173 9
Einrichtung zum reaktiven Beschichten mit dem Plasmatron
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum reaktiven Beschichten mit dem Plasmatron durch Zerstäuben eines elektrisch leitenden Targets in einem Reaktionsgas. Sie findet bevorzugt .Anwendung zur Abscheidung von Schichten aus chemischen Verbindungen wie Oxiden oder Karbiden«
Charakteristik der bekennten technischen Lösungen
Die Herstellung von Schichten chemischer Verbindungen durch direkte Verdampfung oder Zerstäubung ist nur für einige spezielle Materialien möglich· Im allgemeinen tritt durch den Verdampfungs- oder Zerstäubungsprozeß thermische Dissoziation der Verbindung ein· Nachteilig ist weiterhin, daß das Verdampfen oder Zerstäuben von Verbindungen an eine sehr geringe Kondensat ionsrate gebunden iete Deshalb wurden unterschiedliche Verfahren zum Verdampfen oder Zerstäuben von elektrisch leitenden Materialien, meist Metallen, in Gegenwart von Reaktionsgasen entwickelt mit dem Ziel, das Reaktionsprodukt aus Metallteilchen und Gas in Form der gewünschten chemischen Verbindung zu kondensieren. Dieses sogenannte reaktive Beschichten weist verschiedene Unzulänglichkeiten auf. Der Druck des reaktiven Gases beim Verdampfen oder Zerstäuben kann nicht beliebig erhöht werden, weil sonst chemische Reaktionen am Verdampfer oder am Target der Zerstäubungsquelle eintreten» Da- ' durch ist der Eeaktionsgrad nur ungenügend, und die angestreb-
te chemische- Zusammensetzung der Schichten wird nicht erreicht. Ein Ausweg wird darin gesucht, die Verdampfungs- bzw. Zerstäubungsrate herabzusetzen. Dadurch verschlechtert sich die Ökonomie der reaktiven Beschichtung» Es ist auch versucht worden, durch spezielle Arten des Gaseinlasses am Substrat einen höheren Partialdruck des reaktiven Gases zu erreichen. Weiterhin ist versucht worden, durch eine zusätzliche elektrische Entladung bei begrenztem Druck des reaktiven Gases den Reaktionsgrad zu erhöhen. Dieses Verfahren wird als ARE (activated reactive evaporation) bezeichnet«, Mit beiden Maßnahmen gelang jedoch nur eine geringe Erhöhung des Reaktionsgrades. Das reaktive Beschichten durch Zerstäuben im Gleichstrombetrieb ist bisher nur mit sehr geringer Kondensationsrate gelungen» Auch nach dem Einsatz von Hochrate-Zerstäubungsquellen vom Typ des Plasmatrons liegen die Maximalwerte der Kondensationsrate von Verbindungen noch niedrig im Bereich 0,01 ..« 0,1 /cm je Minute·
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Mangel des Standes der Technik zu überwinden und eine Einrichtung für das reaktive Beschichten durch Zerstäubung eines elektrisch leitenden Targets in einem Reaktionsgas anzugeben©
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für das reaktive Beschichten mit dem Gleichstrom-Plasmatron anzugeben, die durch Erhöhung des Reaktionsgrades, d. h« Aktivierung der chemischen Reaktion, die Herstellung von Schichten chemischer Verbindungen mit der für das Plasmatron typischen hohen Kondensationsrate ermöglicht» Die- Einrichtung soll apparativ einfach sein»
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Plasmatron-Zerstäubungsquelle und ihr gegenüber vorzugsweioe beweglich angeordneten Substraten sowie einem Gaseinlaß dadurch gelöst,
- £ I I / O 7" .3
daß der Beschichtungsraum zwischen der Plasmatron-Zerstäubungsquelle und den zu beschichtenden Substraten von einer elektrisch leitenden, gegen die übrigen Teile der Beschichtungseinrichtung isoliert angeordneten Wand umgeben ist· Gegenüber der Zerstäubungsquelle im Bereich der Substrate ist eine Öffnung von höchstens der dreifachen Größe der Targetfläche der Zerstäubungsquelle vorhanden. Zwischen der Wand und den Substraten bzw. deren elektrisch leitenden Halterungen ist eine Potentialdifferenz von mindestens 5 Volt eingestellt, bo daß die Polung der Substrate gegenüber der Wand positiv ist, und daß die Öffnung der Wand im Bereich der Substrate so klein ist, daß die mittlere Stromdichte negativer Ladungsträger auf den Substr-aten mehr als 5 ο 10""^ A cm beträgt«
'Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird erreicht, daß während der reaktiven Beschichtung durch Plasmatronzerstäubung gleichzeitig ein sehr dichter Strom negativer Ladungsträger niedriger Energie auf die Substrate trifft. Dadurch wird eine Aktivierung des reaktiven Prozesses im Plasmabereich nahe der Substrate und vor allem auf der Substratoberfläche erreicht. Die Energie der Elektronen kann durch Erhöhung der Potentiaidifferenz erhöht und damit der chemischen Natur der angestrebten Reaktion, insbesondere ihrer Aktivierungsenergie, angepaßt werdeno Ist die erforderliche Stromdichte negativer Ladungsträger nicht erreicht, so muß die Öffnung der leitenden Wand im Bereich der Substrate allmählich so weit verringert werden,
— 3 —2
bis die mittlere Stromdichte mindestens 5 ο 10 J A cm erreicht*
Eine zweckmäßige Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß die Substrate bzw, deren elektrisch leitende Halterungen geerdet sind und die Wand an den negativen Pol der Spsnnungsquelle gelegt ist, deren positiver Pol geerdet ist*
Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, daß die leitende Wand geerdet und die Substrate bzw* deren elektrisch leitende Halterungen an den positiven Pol der Spannungsquelle gelegt sind, deren negativer Pol geerdet ist*
21 17 3 9
Der Wirkmechanismus der erfindungsgemäßen Einrichtung unterscheidet sich grundlegend von dem reaktiven Diodenzerstäuben, bei dem zwar auch die Substrate positiv gegenüber ihrer Umgebung gepolt sind und von Elektronen getroffen werden, bei dem die Energie der Elektronen jedoch um etwa zwei Größenordnungen höher ist und nicht bzw. nur in einfacher Weise durch Änderung der Entladungsleistung beeinflußt werden kann. Aus diesem Grunde tritt beim reaktiven Diodenzerstäuben auch nicht bevorzugt eine Aktivierung der Reaktion, sondern eine meist sehr störende übermäßige Erwärmung der Substrate auf· Der Wirkmechanis- ' mus der erfindungsgemäßen Einrichtung unterscheidet sich auch von dem der ionengestützten Vakuumbeschichtung, wo eine Beeinflussung der Schicht durch einen vergleichsweise niedrigen Strom positiver Ladungsträger angestrebt wird*
In der zugehörigen Zeichnung ist eine BeSchichtungskammer im Schnitt dargestellte
In der Beschichtungskammer 1 befindet sich die Plasmatron-Zerstäubungsquelle 2. Durch einen Gaseinlaß mit Regelventil"3 wird das Reaktionsgas, im Beispiel Methan mit einem Argon-Anteil von 60 %, bis zu einem Druck von 0,3 Pa eingelassen. Die Piasmatron-Zerstäubungsquelle 2 mit ihrem Gleichstromgenerator 4 dient zum Zerstäuben des Targets 5 aus Titan© Die zu beeohichtenden Substrate 6 befinden sich auf einer metallischen Halterung 7 in Form einer Palette, die während der Beschichtung in Pfeilrichtung hin- und herbewegt wird. Die Halterung ist geerdet. Der Beschichtungsraum 8 zwischen den Substraten und der Zerstäubungsquelle 2 ist von einer isoliert angeordneten elektrisch leitenden Wand 9 umgebene Die öffnung 10 im Bereich der Substrate 6 stimmt mit der Größe und Form des Targets 5 überein0 Die Spannungsquelle 11 ist so gepolt, daß ihr positiver Pol geerdet und ihr negativer Pol mit der Wand verbunden ist. Auf diese Weise entsteht zwischen den Substraten 6 und der Wand 9 eine Potentialdifferenz mit positiver Polung der Substrate 6, Die Potentialdifferenz ist mittels der
21 1739
Spannungsquelle 11 auf 12 V eingestellt. Die öffnung 10 der
ρ Hand. 9 ist mit 200 cm so bemessen, daß bei einer Leistung
der Zerstäubungsquelle 2 von 2 kW die mittlere Stromdichte negativer Ladungsträger auf den Substraten 6 in der Zeit der Beschichtung 20 · 10"^ A cm beträgt. Auf den Substraten 6 kondensiert eine Titankarbidschicht mit hoher Rate0
Claims (3)
1* Einrichtung zum reaktiven Beschichten mit dem Plasmatron, bestehend aus einer Plasmatron-Zerstäubungsquelle und ihr gegenüber vorzugsweise beweglich.angeordneten Substraten und einem Gaseinlaß, dadurch gekennzeichnet, daß der Be-Schichtungsraum (8) zwischen der Plasmatron-Zerstäubungsquelle (2) und den zu beschichtenden Substraten (6) von einer elektrisch leitenden, isoliert angeordneten Wand (9) umgeben ist, die im Bereich der Substrate (6) eine Öffnung (10) von höchstens der dreifachen Größe der Targetfläche der Plasmatron-Zerstäubungsquelle (2) besitzt, daß zwischen der Wand (9) und den Substraten (6) bzw. deren Halterungen (7) eine Potentialdifferenz von mindestens 5 Volt eingestellt ist, daß die Polung der Substrate (6) gegenüber der Wand (9) positiv ist, und daß die Öffnung (10) der Wand (9) im Bereich der Substrate (6) so klein ist, daß die mittlere Stromdichte negativer ladungsträger auf den Substraten (6) mehr als 5 · 10 A cm beträgt.
2« Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (6) bzw. deren Halterungen (7) geerdet und die Wand (9) an den negativen Pol der Spannungsquelle (11) gelegt ist, deren positiver Pol geerdet ist«
3· Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (9) geerdet und die Substrate (6) bzw« deren Halterungen (7) an den positiven Pol der Spannungsquelle (11) gelegt sind, deren negativer Pol geerdet isto
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD21173979A DD142568A1 (de) | 1979-03-22 | 1979-03-22 | EINRICHTUNG ZUM REAKTIVEN BESCHICHTEN MIT DEM PLASM&TRON |
| HU66480A HU188635B (en) | 1979-03-22 | 1980-03-20 | Apparatus for reactive application of layer with plasmatrone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD21173979A DD142568A1 (de) | 1979-03-22 | 1979-03-22 | EINRICHTUNG ZUM REAKTIVEN BESCHICHTEN MIT DEM PLASM&TRON |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD142568A1 true DD142568A1 (de) | 1980-07-02 |
Family
ID=5517280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD21173979A DD142568A1 (de) | 1979-03-22 | 1979-03-22 | EINRICHTUNG ZUM REAKTIVEN BESCHICHTEN MIT DEM PLASM&TRON |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD142568A1 (de) |
| HU (1) | HU188635B (de) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0089382A1 (de) * | 1982-03-18 | 1983-09-28 | Ibm Deutschland Gmbh | Plasmareaktor und seine Anwendung beim Ätzen und Beschichten von Substraten |
| EP0121019A3 (en) * | 1983-04-04 | 1984-11-14 | Borg-Warner Corporation | Rapid rate reactive sputtering of a group ivb metal |
| EP0121625A3 (en) * | 1983-04-04 | 1984-11-21 | Borg-Warner Corporation | Rapid rate reactive sputtering of metallic compounds |
| FR2551460A1 (fr) * | 1983-09-02 | 1985-03-08 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | Procede et dispositif de depot par pulverisation reactive de composes de metaux et de semi-conducteurs |
| DE3503398A1 (de) * | 1985-02-01 | 1986-08-07 | W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau | Sputteranlage zum reaktiven beschichten eines substrates mit hartstoffen |
| DE3503397A1 (de) * | 1985-02-01 | 1986-08-07 | W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau | Sputteranlage zum reaktiven beschichten eines substrates mit hartstoffen |
| EP0205028A1 (de) * | 1985-06-12 | 1986-12-17 | Leybold Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum Aufbringen dünner Schichten auf ein Substrat |
| US6059938A (en) * | 1990-10-08 | 2000-05-09 | U.S. Philips Corporation | Method of reducing particle contamination during sputtering |
-
1979
- 1979-03-22 DD DD21173979A patent/DD142568A1/de not_active IP Right Cessation
-
1980
- 1980-03-20 HU HU66480A patent/HU188635B/hu unknown
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0089382A1 (de) * | 1982-03-18 | 1983-09-28 | Ibm Deutschland Gmbh | Plasmareaktor und seine Anwendung beim Ätzen und Beschichten von Substraten |
| EP0121019A3 (en) * | 1983-04-04 | 1984-11-14 | Borg-Warner Corporation | Rapid rate reactive sputtering of a group ivb metal |
| EP0121625A3 (en) * | 1983-04-04 | 1984-11-21 | Borg-Warner Corporation | Rapid rate reactive sputtering of metallic compounds |
| FR2551460A1 (fr) * | 1983-09-02 | 1985-03-08 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | Procede et dispositif de depot par pulverisation reactive de composes de metaux et de semi-conducteurs |
| DE3503398A1 (de) * | 1985-02-01 | 1986-08-07 | W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau | Sputteranlage zum reaktiven beschichten eines substrates mit hartstoffen |
| DE3503397A1 (de) * | 1985-02-01 | 1986-08-07 | W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau | Sputteranlage zum reaktiven beschichten eines substrates mit hartstoffen |
| EP0205028A1 (de) * | 1985-06-12 | 1986-12-17 | Leybold Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum Aufbringen dünner Schichten auf ein Substrat |
| DE3521053A1 (de) * | 1985-06-12 | 1986-12-18 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Vorrichtung zum aufbringen duenner schichten auf ein substrat |
| US6059938A (en) * | 1990-10-08 | 2000-05-09 | U.S. Philips Corporation | Method of reducing particle contamination during sputtering |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HU188635B (en) | 1986-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2823876C2 (de) | Verfahren zum Verdampfen von Material mittels eines Niedervoltbogens | |
| EP0755461B1 (de) | Verfahren und einrichtung für die ionengestützte vakuumbeschichtung | |
| EP2486163B1 (de) | Atmosphärendruckplasmaverfahren zur herstellung oberflächenmodifizierter partikel und von beschichtungen | |
| DE19505268C2 (de) | CVD-Verfahren zur Beschichtung von Substratoberflächen | |
| DE3543316C2 (de) | ||
| EP0803587B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Sputterbeschichtung | |
| DE3627151A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum reaktiven aufdampfen von metallverbindungen | |
| DE3150591A1 (de) | Verfahren zur herstellung von metallueberzuegen durch zerstaeubungsionenbeschichtung | |
| DD142568A1 (de) | EINRICHTUNG ZUM REAKTIVEN BESCHICHTEN MIT DEM PLASM&TRON | |
| EP0438627B1 (de) | Bogenentladungsverdampfer mit mehreren Verdampfertiegeln | |
| DE102008064134B4 (de) | Verfahren zur Beschichtung von Gegenständen mittels eines Niederdruckplasmas | |
| EP0554552B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Materialverdampfung in einem Vakuumbehälter | |
| DE102016116762A1 (de) | Verfahren zum Abscheiden einer Schicht mittels einer Magnetronsputtereinrichtung | |
| DE1905058C3 (de) | Vorrichtung für die Beschichtung von Werkstücken durch Hochfrequenz-Plasmazerstäubung von Werkstoffen im Vakuum | |
| DE102008022145B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Hochleistungs-Puls-Gasfluß-Sputtern | |
| EP1849886A1 (de) | Einrichtung und Verfahren zur plasmagestützten Abscheidung von Hartstoffschichten | |
| DE3000451A1 (de) | Vakuumbedampfungsanlage | |
| DE3030454C2 (de) | Vorrichtung zur großflächigen Abscheidung von haftfesten, insbesondere harten Kohlenstoffschichten | |
| DD141932B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur teilchenstromionisierung und hochratebeschichtung | |
| DE102008056968B4 (de) | Verfahren zum Abscheiden einer Nanoverbund-Schicht auf einem Substrat mittels chemischer Dampfabscheidung | |
| DE4425626A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur plasmainduzierten Beschichtung einzelner Formteile mit metallischen und polymeren Schichten | |
| EP1397526A2 (de) | Modifizierter dlc-schichtaufbau | |
| DE10018639C1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur ionengestützten Hochratebedampfung | |
| DD153976A3 (de) | Beschichtungsverfahren,insbesondere fuer rasierklingenschneiden,und danach hergestellte rasierklinge | |
| DD150479A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum aufbringen von duennen schichten |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| UW | Conversion of economic patent into exclusive patent | ||
| NPI | Change in the person, name or address of the patentee (addendum to changes before extension act) | ||
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |