Электродуговой испаритель

(51)4 С 23 С 14/36Юттлдаф .мтЧ 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯй ДВТ 0 РС 0 МУ СИДЕтеЛСТУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(21) 3266415/18-21.(56) Блинов И.Г. Дороднов А.И., Минайчев В.Е. и др, Обзор по электронной технике. Вакуумные сильноточные . плазменные устройства и их применеиие в технологическом оборудованиимикроэлектроники, вып. 8(269), ЦНИИ "Электроника", с. 68, 1974Авторское свидетельство СССРУ 693988, кл. Р 04 В 37/02, 1977 в(54) (57.) ЭЛЕКТРОДУГО ВОЙ ИСПАРИТЕЛЬ,содержащий расходуемый катод с токовводом, электростатический экран исистему поджига, выполненную в видеподжигаищего электрода, контактирующего с расходуемым хатодом через изолятор, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежности работы, система поджига снабжена стойкой, выполненной из немагнитногоэлектропроводящего материала, уста"новленной на периферии катода противоположно токовводу, причем изоляторразмещен на стороне стойки, противолежащей расходуемому катоду,Изобретение относится к вакуумнойтехнике, в частности к устройствамиспарения геттерного материала вионно-т еттерных насосах.Известен электродуговой испаритель геттерных материалов, содержащий расходуемый катод и систему поджига выполненную в виде поджигающего электрода, отделенного от катодаизолятором аНедостатком известного иснарителяявляется низкая надежность его работы, обусловленная небольшим срокомслужбы системы поджига. 15Известен электродуговой испаритель для нанесения покрытий, в томчисле и получения слоев геттера ввысоковакуумных насосах, содержащий .расходуемый катод, электростатичес Окий экран, ограничивающий зону испарения на поверхности катода, и систему поджига в виде электрода, отделенного от катода изолятором и размещенного в пазу электростатического экрана.Недостатком известного испарителяявляется невысокая надежность егоработы вследствие попадания катодныхпятен дуги на нерабочую поверхность ЗОрасходуемого катода и запыления изолятора системы поджига.Целью изобретения является повышение надежности испарителя,Укаэанная цель достигается тем,что в электродуговом испарителе, со"держащем расходуемый катод с токовводом, электростатический экран и систему поджига, выполненную в виде поджигающего электрода контактирующегос расходуемым катодомчерез изолятор, система поджига снабжена стойкой, выполненной из немагнитногоэлектропроводящего материала, установленной на периферии катода противоположно токовводу, причем изоляторразмещен на стороне стойки, противолежащей расходуемому катоду. На фиг.1 представлен испаритель в разрезе;,на фиг.2 - схема, поясняю 5 О щая движение катодных пятен дуги, где приняты следующие обозначения: 1 1, 1 1 - токи дуги; КП - катодное пятно дуги; 7, - скорость движения катодного пятна; 1 - ток по токовводу; Н, -Н. - напряженности магнитных полей токов уги каждого катодного пятна; Нт, -Н - напряженность магнитных полей от тока источника питания.Электродуговой испаритель состоит из расходуемого катода 1 с зоной испарения 2, ограниченной электростатическим электроизолированным экраном 3. На периферии зоны испарения катода 1 размещена стойка 4, выпол" ненная из немагнитного электропроводящего материала, ориентированная всторону, противоположную месту подвода тока к испарителю. На стойке состороны, противоположной зоне испарения 2 расходуемого катода 1, установлена система поджига 5 в виде поджигающего электрода б, отделенного отстойки 4 изолятором 7,Электродуговой испаритель работает следующим образом.При подводе импульсного напряжения к поджигающему электроду б осуществляется пробой по поверхности изолятора 7 и на поверхности стойки 4 воз-;никают катодные пятна, перемешающиеся, согласно принципу "максимума"магнитного поля, в сторону зоны испарения 2 расходуемого катода 1,Фиг.2.Дпя простоты считаем стойку цилиндрической, поля аксиальными. При подаче импульса высокого напряжения возникает п катодных пятен от токовфф 1 ф 1 ф причем 1 1 ф,; , = 1:1, напряженности магнитных полей токов дуги каждого катодноветственно, причем ( Н,Н фН,Н. Ток от источника питания, протекая по испарителю в области катодного пятна, создает на границах катодных пятен магнитные по=Ф Ф 1 Фля с напряженностями Нт , Нт 1 НтьффтНт 11 Нт,НТ,1 Нт причемЪНтНт.,/вфэНт 1- 11=Нт, ) е а 1 Нт,1 1 Нт 1 а ) 1 Н . Рассмотрим движение одного катодного пятна под действием магнитных полей. Пусть поле тока дуги катодного пятна Н поля на границах катодных пятен ННт, соответственно. При взаимодействии их друг с другом будет справедливо неравенство Нт +Ъ Ф т, + Н, Н. - Н, , причем левая часть неравенства соответствует модулю результирующей напряженности на границе катодного пятна, ближайшей к107895 7 Л источнику анютаниа лоджигавщево устрдйслгРа Р ислаев илулитания Фсларигжмю ,Р токовводу 8, правая - на границе удалений от токоввода. Следовательно,катодное пятно будет двигаться согласно йринципу "максимума" магнитного 5поля к токовводу. Аналогичные неравенства можно написать для (и) катодных пятен. Движение к токовводуи-го пятна очевидно из представленнойдиаграммы, 10 Катодные пятна дуги, попадая на зону испарения катода, хаотически перемещаются по ней, обеспечивая испа-,. рение материала катода. Стойка 4 вы полняет роль экрана, предотвращающего запыление изолятора 7 испаряемым материалом катода 1. Обратный выход катодных пятен дуги на стойку 4 практически исключен, так как противоре чит принципу "максимума" .поля, что гарантирует высокую надежность поджига и соответственно высокую работоспособность испарителя.25 Экспериментальная проверка показала, что время движения катодных пя" тен от поджигающего электрода б до зоны испарения 2 не превышает нескольких миллисекунд. Поэтому стойка должна выполняться из материала,для которого время жизни катодных пятен при рабочем токе дуги превышает эту величину. Другим ограничением в выбо" ре материала является ток стабильного горения дуги - для этого она должна изготовляться из материала с таком стабильного горения дуги не ниже, чем у материала катода (для испарителя титана стойка должна быть выполнена из молибдена).Предложенный электродуговой испаритель может быть использован не только в качестве устройства для получения геттерных слоев в высоковакуумных испарительных насосах, но и в качестве источника для нанесения электропроводящих пленок и покрытий в вакуумных напыпительных установках.,г ставит ельхред М,Моргентал Корректор ипенко Сипьнягина акт Заказ 5 по3035 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектйая, 4 Тираж 992Государственного коевам изобретений и оосква, Ж, Раушская Подписитета СССРрытийнаб., д, 4/5