Установка магнетронного напыления пленок металлов

[CybSys]

Здравствуйте беспокойные умы. Сегодня речь пойдет об установке магнетронного напыления, полностью спроектированной и изготовленной своими руками.
Надеюсь что данная установка подходит под тематику раздела.

https://www.youtube.com/watch?v=nnrAA2lZFVY

Для начала я вкратце постараюсь ответить, для чего нужны подобные установки и что же такое, ионно-плазменное распыление.

Мишень - это тот материал, который распыляется.
Подложка - это, то на что происходит напыление.

Установки такого рода позволяют формировать на подложках тончайшие слои токопроводящих материалов (в основном металлов). В качестве подложек может использоваться как токопроводящий, так и диэлектрический материал. А для того чтобы сформировался нанослой, например какого либо металла на подложке, требуется сначала хорошенько атаковать металл плазма-образующими ионами, для этого используют зажжение плазмы тлеющего разряда при пониженном давлении и магнетрон в качестве ловушки для электронов.

https://www.youtube.com/watch?v=Q_h8Jw6pS2Y

Давайте рассмотрим простейшую схему магнетрона и его работу, и вы поймете, почему он является ловушкой (постараюсь без особой научности, но думаю, что многие будут против, так как некоторые моменты без этого не объяснить, но я постараюсь).

Классический тлеющий разряд загорается при постоянном токе, и ток течет от анода к катоду. Катодом является плоская мишень, под которой находится кольцевой магнит. Электроны летящие от катода, ионизируют газ в объеме, ионы которого попадают в мишень, из нее выбивают атомы которые вновь сталкиваются с электронами, тем самым их часть ионизируется… В общем образуется электронная лавина, которая закручивается магнитным полем и не дает им после столкновений улететь, тем самым магнит удерживает электроны и при этом увеличивается образование атомов, которые осаждаются на подложке, тем самым формируя пленку.

А теперь от теории к практики. Так как я занимаюсь различными плазмохимическими технологиями при атмосферном давлении, то через какое-то время возник интерес и к пониженному давлению. Источник питания тлеющего разряда у меня уже имелся в наличии, его я сделал давно. И после покупки вакуумного насоса, начались эксперименты, которые выявили некоторые трудности при работе с пониженным давлением.

https://www.youtube.com/watch?v=v_3SfknsmJc

Подводя итоги этой части статьи, можно сказать, что работа движется, получается немалый опыт и дополнительные знания. На данный момент, готов корпус в железе, он будет покрашен, после чего начнется сборка.



Кому интересно, подписываемся на канал и следим за постройкой установки.

[CybSys]

И сразу же продолжение:

https://www.youtube.com/watch?v=jwamqMyYRJM

[tooshka]

Интересно, а как форма электродов влияет на плазму? Может кольцо? Или кольцо с иголками обращенными в центр?

[N1X]

Интересная тема кстати
А на колпаке пленка не оседает?

[aftaev]

CybSys, небольшой совет: На стеклянный купол одень сетку. Как на видео. Когда стекло устанет от опытов, лопнет и разлетится.

А на колпаке пленка не оседает?

на видео видно что будет со стеклом

https://www.youtube.com/watch?v=Z0j8LgP4etY

[aftaev]

И после покупки вакуумного насоса, начались эксперименты, которые выявили некоторые трудности при работе с пониженным давлением.

Трудность будет в том что нужен нормальный вакуум и его чем то мерить. Судя по видео используется одноступенчатый форвакуумный насос. А для чтобы напылять больше спектр металлов, например Ал нужен вакуум глубже. А для этого нужны несколько ступеней насосов. Форвакуумный+турбомолекулярный Re: Что я урвал, хвастаемся покупками, завидуем и облизываем #3755. Или форвакуумный + дифузионник(паромаслянный).

[aftaev]

Установка из банки:
https://www.youtube.com/watch?v=c4Sic1DRXJI&t=39s

Пример для чего нужно тонкопленочное напыление:
https://www.youtube.com/watch?v=_zoeeR3geTA

[CybSys]

Интересно, а как форма электродов влияет на плазму? Может кольцо? Или кольцо с иголками обращенными в центр?

Конечно форма влияет... Вот к примеру при высоком давлении (например атмосферном), разряд будет пробивать в наименьшем межэлектродном расстоянии, и не важно какие будут электроды, игольчатые или плоские. А при низком давлении (вакууме) разряд будет более объемный. Все это конечно объяснимо... может в одном из видео постараюсь рассказать.

В моем случае анод я сделаю кольцом.

Интересная тема кстати
А на колпаке пленка не оседает?

Как уже здесь сказали, пленка будет образовываться не только на подложке, но и на колпаке, так как атомы от мишени летят в разные стороны

Уважаемый aftaev, все эти видео видел и даже статью читал про банку, но все равно спасибо рад что кто то еще интересовался данной темой.

[aftaev]

Уважаемый aftaev, все эти видео видел и даже статью читал про банку, но все равно спасибо

Мы банковый период еще в прошлом году прошли. Щас установку вакуумную ждемс

рад что кто то еще интересовался данной темой.

А что ты собрался делать в своей установке?

[donvictorio]

мне когда зеркала дихроидные напыляли, то установка была больше похожа на танк, цилиндр из нержи в 20мм толщиной, диаметром в пол метра. и крошечное окошко, через которое видно только саму дугу. ну и куча ящиков с электрикой-насосами и ещё хз пойми чем.

штука нереально интересная.

[CybSys]

рад что кто то еще интересовался данной темой.

А что ты собрался делать в своей установке?

Все зависит от полученного результата...
Ну как минимум напыление...

[Q-starь]

CybSys, напыление чего на что? Я на своём веку лет 30 отпылил и в голову не возьму чего можно практического в этой банке наваять. Разве шо "процесс" девкам показать для удивления и лёгкого последующего доступа.

[AndyBig]

А разве нельзя, например, напылять на пластик медь, чтобы потом на нем гальванически нарастить слой хрома?
Ну это так, дилетантский взгляд

[Q-starь]

Можна канеш, тока размер с фигу и не всё так просто с гальваникой по вакууму.

[aftaev]

Я на своём веку лет 30 отпылил

Опыт в чем есть? Что пылили?
Знакомы с напылением нитрид титана, карбонитрирование, азотирование, DLC ?

Мы таку установку на днях ждем. Планируем еще одну купить.

[Q-starь]

aftaev, Азотированием не баловался, остальное почти всё: Магнетрон - люминь, медь, нерж, титан на стекло, пластики , керамику и прочую хрень. Дугой на "булате" титан, цирконий упрочнялку и декор, и на железяки и типа ложки-зубы, и на стекло и пр. Лучём из тигля чо попало. Термо с вольфрама люминь на стекло и пластики. Кароч всего хватало, даже эпитаксией баловался по молодости так как профессия такая обязывает.

[CybSys]

Движемся тихонько

https://www.youtube.com/watch?v=mOXIYKl3V4A

[aftaev]

Не понимаю зачем в видео выкладывать как распаковывать посылку В магазине холодильной техники продают манометры под вакуумметры

[odekolon]

Не понимаю зачем в видео выкладывать как распаковывать посылку В магазине холодильной техники продают манометры под вакуумметры

я в дюксе контроллер покупал, снял видео, отправил им, они мне 500 р вернули (акция у них такая)

[Сергей Саныч]

Движемся тихонько

Эти механические вакууметры хорошо подходят для, например, вакуумных столов, но для применений, где надо измерять не перепад давлений, а абсолютное остаточное давление хотя бы до 1000 Па, они непригодны. И дело даже не в недостаточной точности и чувствительности, а в том, что их показания зависят в буквальном смысле от погоды (а также высоты над уровнем моря). То есть они показывают разность давлений на входе и снаружи. При хорошей, ясной погоде могут даже отрицательное давление показать