Способ изготовления мишени для получения тонких пленок

Изобретение относится к высокотемпературным сверхпроводникам (ВТСП) и можетбыть использовано при изготовлении мишеней ВТСП для получения тонких пленокмагнетронным распылением,Технической задачей, решаемой изобретением, является создание способа изготовления мишеней ВТСП, который позволяетполучать мишени больших размеров сбольшим сроком службы,Известен способ Л 1 изготовления мишени, когда распыляемую часть мишенинаклеивают или припаивают на металлическое основание (Данилин Б,М., Сырчин В.К,Магнетронные распылительные системы, М,;Радио и связь, 1982),Наиболее близким решением по технической сущности к предлагаемому способусоздания мишеней ВТСП является способЛ 2 (заявка Японии И 6393859, кл. С 23С 14/34 1988, РЖМ 12 Е 352 П, 1989),включающий приготовление порошка материала мишени, размещение порошка наповерхности основания мишени, прессованиеи спекание.Недостатком известного способа являетсямалый срок службы мишеней. При распределении поверхность мишени разогревается,Перегрев, а также давление мембранымагнетрона приводят к механическим напряжениям в мишени и ее растр ескиванию,Особенно существенно это для мишенейбольшой площади,Целью предлагаемого изобретения является увеличение срока службы мишеней,Поставленная цель достигается тем, чтокак и в известном способе, проводятприготовление порошка материала мишени,размещение порошка на поверхности основания, прессование и спекание, но в отличиеот известного способа в качестве порошкаиспользуют порошок из сверхпроводящейметаллокера мики, а в качестве основаниямишени используют медную подложку,Докажем существенность отличий, Визвестном способе Л 2 мишень послеформования является чисто керамической. Впредлагаемом способе формование и спекание мишени проводят в медном основании.Получаемая мишень образует единое целое:керамика ВТСП и медное основание.Поэтому можно считать, что отличияпредлагаемого способа от известного существенны.На фиг.1 изображена мишень, получаемая по известному способу; на фиг,2 - тоже, по предлагаемому, где 1 - керамикаВТСП, 2 - медное основание, На границе между ними образуется тонкий слой 3, обеспечивающий хорошую адгезию мишени к основанию и отвод от мишени тепла в процессе распыления, На фиг,3 изображена конструкция магнетрона, где 4 - магнитопровод, 5 - охлаждающая вода, 6 - мембрана, 7 - прижимная рамка, 8 - области локализации плазмы,Рассмотрим процессы, протекающие при распылении мишени, изготовленной по предлагаемому способу, Плазма разогревает поверхность мишени неравномерно, что приводит к механическим напряжениям. Медное основание выравнивает тепловое поле и благодаря хорошему тепловому контакту к мембране охлаждаемого магнетрона отводит тепло, что позволяет уменьшить эти напряжения. Кроме того, жесткая конструкция основания исключает непосредственное давление мембраны на керамику. Таким образом, применение основания предохраняет керамику от растрескивания и увеличивает срок службы мишени,П р и м е р, По предлагаемому способу изготавливались мишени ВТСП состава УВа,Си,О За основу брались исходные компоненты; У,ОВаСОСцСО,Сп(ОН) , в расчете на стехиометрический состав мишеней. Смешивание и водный помол компонентов проводили в шаровой мельнице, Синтез осуществляли на воздухе при температуре 920 - 975 С с промежуточными сухими помолами, Общее время синтеза 20 ч. Синтезированный порошок ВТСП впрессовывали в медное основание давлением 5 - 40 МПа, Мишени имели различную конфигурацию площадью 60- 120 см, Спекание мишени проводили на воздухе при температуре 950 - 1050 С в течение 4 - 7 ч с последующим охлаждением в печи в течение 10 - 15 ч, По подобному способу изготавливали мишени ВТСП системы В 1-Бг-Са-Сц-О.Мишень ВТСП состава -УВа,Сц,О с размером основания 134 хббхб мм, размер выборки для ВТСП керамики 125 х 56 х 4 мм, спекали при температуре 975 С в течение 4 ч. Срок службы мишени составил более 60 ч,Преимуществом предлагаемого способа изготовления мишеней ВТСП (особенно мишеней большой площади), кроме значительного срока службы, является отсутствие необходимости применения пресс-формы при формовании мишени, что снижает затраты на ее изготовление, Особенно это важно при штучном изготовлении мишеней различных размеров и конфигураций.дписн каз и ВНИИПИ, Рег. ЛР Мц 0407203834, ГСП, Москва, Раушская наб 21873, Москва, Бережковская наб., 24 стр Производственное предприятие Патент Способ изготовления мишени для получения тонких пленок, включающий приготовление порошка материала мишени, размещение порошка на поверхности основания мишени, прессование и спекание, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы мишени, в качестве порошка используют порошок из сверхпроводящей металлокерамики, а в качестве основания мишени используют медную подложку.