Электродуговой испаритель

(54 ГОВОЙ ИСПАРИТЕЛЬ, нный расходуемый ом и поджигающий чающийся увеличения коэффиодер атод эл ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГ)О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗО) Патент США В417-49, 1969.Патент США 8 ф 31970. циента использования материала катода, он снабжен коаксиально расположенными защитным экраном, выполненнымиз материала с критическим током горения дуги, большим критического токаматериала расходуемого катода, и магнитным экраном, выполненным из магнитомягкого материала со сквозной продольной прорезью, обращенной в сторону защитного экрана, охватывающегомагнитный экран, причем токоподводкатода размещен по оси испарителявнутри магнитного экрана, а его электрический контакт с катодом выполненсо стороны, противоположной местуввода токоподвода.. Изобретение относится к областинанесения тонких пленок и покрытий ввакууме и может найти применение вмашиностроении для получения защитных покрытий, в микроэлектронике дляполучения тонкопленочных слоев, в вакуумной технике для получения геттерных покрытий в высоковакуумных насосах и других областях науки и техники.Известен электродуговой испаритель, в котором испарение материалакатода осуществляется сильноточнойвакуумной дугой, горящей в парах испаряемого материапа при давленииниже 1 Па,Однако ввиду небольших размеровэродируемой поверхности катода в системах с протяженной поверхностью напыления необходимо использовать большое количество точечных испарителейи, соответственно, такое же количество блоков питания.Наиболее близким техническим решением к изобретению является электродуговой испаритель площадь эродируемой поверхности которого сравнима сплощадью обрабатываемой поверхности,содержащий протяженный расходуемыйкатод и поджигающий электрод.Недостатком известного устройстваявляется низкий коэффициент использования материала катода, обусловленный неравномерностью эррозии материала катода стабилизированными катодными пятнами дугового разряда,Цель изобретения - увеличение коэффициента использования материалакатода.Цель достигается тем, что электродуговой испаритель, содержащий протя"женный расходуемый катод с токоподводом и поджигающий электрод, снабженкоаксиально расположенными защитнымэкраном, выполненным из материала,с критическим током горения дуги,большим критического тока материаларасходуемого катода, и магнитным экраном, выполненным из магнитомягкогоматериала со сквозной продольной прорезью, обращенной в сторону. защитногоэкрана, охватывающего магнитный экран, причем токоподвод катода размещен по оси испарителя внутри магнитного экрана, а его электрический кон. такт с катодом выполнен со стороны,противоположной месту ввода токоподвода. На фиг.1 изображен предложенный испаритель, продольное сечение; на фиг.2 - то же, поперечное сечение.Испаритель состоит из корпуса 1, на котором закреплен расходуемый катод 2, защитного экрана 3, ограничивающего зону испарения, токоподвода 4, изолированного от корпуса с помощью изолятора 5 и закрытого экраном 6 из магнитомягкого материала со сквозной продольной прорезью 7 электростатического экрана 8, находящегося под плавающим потенциалом и отделенного от испарителя изолятором 9,и поджигающего электрода 10. Защитный экран 3 выполнен из материала с критическим током горения дуги, большим критического тока материала расходуемого катода,Электродуговой испаритель работает следующим образом.При подаче импульса высокого напряжения на поджигающий электрод 1.0 возбуждается дуговой разряд в парах расходуемого катода 2 (анод на чертеже не показан). Катодные пятна вакуумной дуги, перемещающиеся по поверхности катода, являются источниками паров материала покрытия, осаждаемого на поверхности напыления, например водоохлаждаемом протяженном цилиндрическом корпусе высоковакуумного насоса.Для исключения движения катодных пятен к месту подвода тока, вызванного взаимодействием магнитного полятокоподвода 4 с магнитным полем дугового разряда, токоподвод проходит вполости корпуса 1 испарителя и экранируется экраном 6 с продольной прорезью 7. Причем на поверхности расходуемого катода должно обеспечиваться соотношение 2 Н =Нгде Н - тангенциальная составляющаяЗтнапряженности магнитного поля к поверхности испаряемого катода, вызванная .;током токоподвода, проходящего в полости корпуса; Н - тангенциальная составляющая йапряженности магнитного поля к поверхности испа" ряемого катода, вызванная током, проходящим по испаряемому катоду. Указанное равенство результирующих магнитных полей обеспечивается размером сквозной продольной прорези 7 и подбирается экспериментально. При этом3 11 в любой точке зоны испарения тангенциальная составляющая магнитного поля к испаряемой поверхности Н от токаЛкв токоподводе компенсируется тангенциальной составляющей магнитного пОля к испаряемой поверхности Н от токаЗнпо катоду, т.е, у катодных пятен нет физически выделенного направления и они хаотически перемещаются по испаряемому катоду, вызывая его равномерное испарение, что повышает коэффициент использования материала катода и соответственно, срок службы, Защитный экран 3, выполненный из материала с критическим током горения дуги, значительно большим, чем критический ток дуги испаряемого катода, делает невозможным выход на него катодных пятен, т.е. ограничивает зону испарения катода. Ограничение горения разряда в продольном направлении 23313 Ьосуществляется электростатическими. экранами 8, находящимися под плавающим" потенциалом.5Повышение надежности работы поджигающего устройства обеспечиваетсяуводом катодкых пятен, возникающихпри поджиге дуги от поджигающегоэлектрода силой, обусловленной взаимодействием тангенциальных составляющих магнитного поля к испаряемой поверхности от токов токоподвода, токапо катоду и тока дугового разряда. Предложенная конструкция электро- дугового испарителя обеспечивает высокую эффективность использования материала катода, так, например коэффициент использования материала катода стержневого испарителя длиной 1 м и диаметром 0,05 м составляет порядка 907.1123313 дактор Н. Сильнягина ед М.Моргент орректор Л.Пилипенко аказ 5 Тираж 9 2 Подписенного комитета СССРетений и открытийРаушская наб., д, 4/ 1 ИИП Государс елам изо сква, Жпо3035,5 изводственн тная, 4 играфическое предприятие, г. Ужгород, ул. П