Испаритель из вольфрама

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9 С 23 С 14 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГО ПИС И БРЕ ЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-иссли проектный институт тугоплов и твердых сплавов(56) 1. Авторское свидетельс387050, кл. С 23 С 13/12,2. Технические условияиз вольфрама ТУ 48 - 19 - 10и ТС, 1979 (прототип). во СССР 971.а испарител- 79 МОЗТ ВТОРСНОМ шов, А. В. Аба. Лебедев едовательский лавких метал 1167239(54) (57) ИСПАР содержащий испа подводы отличи увеличения срока вышения качеств шения количеств паренном вещест выполнен из мон стурированного фрама с ориента (110) и с соде0,15 мас%. ИТЕЛЬ ИЗ ВОЛЬФРАМА, рительный элемент и токоющийся тем, что, с целью службы испарителя и по- а покрытия за счет умень- а примесей и брызг в исве, испарительный элемент окристаллического или текполикристаллического вольцией рабочей поверхности ржанием примесей менееИзобретение относится к нанесению покрытий в вакууме и может быть использован для получения качественных пленок, предназначенных для микроэлектронных устройств.Известен испаритель типа лодочка, выполненный из листового тугоплавкого металла с токоподводами, рабочая часть которого имеет секции в виде углублений для испаряемых металлов 1.Недостатком этого испарителя является малый срок службы.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является испаритель из вольфрама, содержащий испарительный элемент и токоподводы 2 .Недостатком этого испарителя является малый срок службы и низкое качество покрытия, получаемого с использованием этого испарителя. Малый срок службы испарителя связан с интенсивной коррозией, эрозией, испарением его при контакте с испаряемым материалом. Низкое качество пленок обусловлено попаданием брызг испаряемого вещества и примесей на подложку. В результате покрытие образуется крупнозернистое, с матовой поверхностью и плохой адгезией с подложкой, требует дошлифовки для снятия брызг.Цель изобретения - увеличение срока службы испарителя и повышение качества покрытия за счет уменьшения количества примесей и брызг в испаренном веществе,Поставленная цель достигается тем, что в испарителе из вольфрама, содержащем испарительный элемент и токоподводы, исиспарительный элемент выполнен из монокристаллического или текстурированного поликристаллического вольфрама с ориентацией рабочей поверхности (110) и с содержанием примесей менее 0,15 мас.о/При содержании в материале испарителя примесей ниже 0,15 мас,%, что соответствует чистоте вольфрама более 99,85 О/о, возрастает скорость осаждения покрытия вследствие увеличения коэффициента массо- переноса испаряемого вещества и одновременного снижения концентрации испаряющихся примесей. В результате качество покрытия повышается, а именно уменьшается размер зерна, снижается матовость поверхности, повышается адгезия покрытия. Испаритель изготовлен из монокристаллаили из текстурированного поликристаллатак, что поверхность, контактирующая с испаряемым веществом, соответствует плос - костям 1110 с наибольшей ретикулярнойплотностью. Эти плоскости с плотнейшейупаковкой атомов слабо смачиваются испаряемым веществом, что уменьшает разрушение испарителя. Кроме того, при слабой смачиваемости увеличивается скорость испарения вещества, наносимого на подложку, что приводит к улучшению качества покрытия,Испаритель, выполненный из вольфрамас содержанием примесей 0,15 мас.о/, и более, имеет следующие недостатки:происходит интенсивное испарение примесей с испарителя на подложку, газовыделение из испарителя в зоне контакта с жидким испаряемым веществом вызывает микровзрывные процессы, в результате которыхиспаряемое вещество в виде капелек осаждается на подложке, ухудшая качество наносимого покрытия,В испарителе, изготовленном так, что наповерхность контакта с испаряемым веще 15 ством выходят плоскости с малой ретикулярной плотностью, происходит интенсивноесмачивание поверхности испаряемым веществом, которое разъедает испаритель.На чертеже изображен испаритель, общий вид.Испаритель состоит из испарительногоэлемента 1 и токоподводов 2. На испарительподается испаряемый материал 3 в видепроволоки.Пример. Из монокристалла вольфрама,25 полученного методом плавления, вырезалииспарительный элемент 1 в виде пластинытолщиной 1,2 мм так, что на поверхность,контактирующую с испаряемым материалом3, выходила плоскость 110). Испарительныйэлемент 1 закрепляли в контактных зажимахустановки для вакуум ного напыленияУВЕМ. Испаряемый материал 3 1 алюминий) в виде проволоки подавали на разогретый прямым пропусканием электрического тока испаритель. Алюминий плавился,испарялся и конденсировался на кремниевых подложках. Толщина покрытия составляла 1,4 мкм. Осажденный слой алюминияимел зеркальную поверхность, мелкозернистую структуру и хорошую адгезию с подложкой. Капельки алюминия на подложке4 О отсутствовали. Качество осажденного алюминия дополнительно контролировали путем сравнения параметров решетки а исходного и, напыленного алюминия, Для исход;ного алюминия чистотой 99,999 С = 4,0494 А.45 Результаты испытаний предлагаемого испа.рителя в сравнении с известным, принятымза базовый образец, представлены в таблице,Как следует из данных таблицы, по сравнению с известным данный испаритель имеет50 следующие преимущества, а именно: повышается стойкость испарителя в 4 раза.повышается качество алюминиевых покрытий, улучшается адгезия с подложкой, пленка имеет мелкозернистую структуру, на поверхности пленки отсутствуют брызги и она имеет зеркальный вид.Выход годных приборов повышается на2%, расход вольфрама снижается более чем в "4 раза.1167239 Характеристики испарителей Характеристики покрытия МатеОбщеесодержаиие Соде ржаиие гаМатовость поверхиости Адгезия ристалографиеская риал испа А примесеймас.З еити евкаабочеоверхости ески4,04 Пл иль отела и цавани павии оио- рисческий вольфрам О,сутствует 4,050 абая 4,050 4 2 32 чеиь хороша Вольфрам поликристаллитек аи О, 0 иый, Составитель Н.Техред И. ВереТираж 900Государственногоелам изобретенийсква, Ж - 35, РауеПатент, г. Ужго Серебрянннковас Корректор М. ПожоПодписноекомитета СССРн от крытийшская наб., д. 4/5род, ул. Проектная, 4 Редактор М. НедолуженкоЗаказ 4392/29ВНИИПИпо13035, МФилиал ППП Вольф- . ам поикрис" аллизовыхпримесеО,н,Н, мас,х 1 О роклужбыспариеля,оличесо проПараметррешетк