Способ нанесения покрытий из сплавов на основе рутения

 

Т а б л и ц а 1 о

Температура осаждения, Твердость,A

0С

Состав

Мо ku

5 3

Мо

600-700

1200-1500

600-700

1500-2400

100

500

W ЙО г

100

500

3 6256 например 12, покрыта пленочным материалом.

Лазерная среда может быть коррозионным газообразным материалом, таким как высокотемпературный газ.. Необходимые для работы лазера насосные средства, средства для циркуляции и т.д. на чертеже не показаны.

Устройство включает подшипник с поверхностью, выполненной из пленки, а также часть подшипника 13, внутренняя поверхность 14 которого покрыта >0 материалом,: изготовленным по предло- женному способу. На подшипниковой поверхности 14 предусматривается установка поворотного элемента 15. На координатах графика (см.фиг.6) отложены твердость по Кнупу и температура осаждения, показывающая зависимость между этими параметрами для материалов из двух номинальных составов.

По ординате графика (см..фиг.7) отложены значения удельного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления, а по абсциссе — значения температуры осаждения, показывающие связь этих параметров для обеих категорий составов. На графике,изображенном на фиг.8, по координатам отложены значения коэффициентов отражения (ордината) относительно осажденного алюминия и длины волны (абсцисса),показывающие связь этих парамет- 30 ров для обоих пленочных составов, Пленки обычно приготов".яются по предложенному способу распылением, используя мишени названных композиций. Такие мишени могут иметь поверх- 38 ности из объемного материала сигма

Фазы или могут быть составлены из порошковых смесей названных элементов или другого состава, который будет давать на входе пленочные материалы. 40

Различные устройства, в которых используются пленки, могут определять выбор примеси для усиления таких свойств, как степень поглощения определенных волн электромагнитного излучения, флюоресценции, магнитных свойств, адгезии и т.п. 45

Выявленные свойства тесно связаны со структурой пленки. Фаза пленки определена не точно, но можно предполагать, что она будет низкотемпературной, о т л и ч а ю ш е и с я от сигмафазового, связанного объемного материала, получаемого и Обрабатываемого при высоких температурах. Свойства обусловливаются двухразмерной природой пленок и, как установлено, фактически остаются неизменными для всего диапазона толщины, от долей микрона до десятка. микрон (например, от 300 A до 10 мкм) . Свойства устройства зависят от температуры осаждения. Так, например, температурный коэффициент может при определенных условиях быть изменен от отрицательного до положительного значения изменением температуры осаждения.

Значения твердости для обеих номинальных композиций в фун ции от температуры осаждения приведены на фиг.6. Твердость возрастает с ростом температуры осаждения до 500 С. При более высоких температурах дальнейшего увеличения твердости не наблюдается, а в некоторых случаях заметно некоторое снижение.

Хотя был использован ряд режимов, значения, приведенные на фиг.6, относятся к пленкам толщиной около 10 мкм, и весом от 2 до 50 г. Глубина оттиска, оставленного клеймом,в основном, была менее 5- от толщины пленки.

Приведенные значения являются средними по пяти измерениям с наибольшим отклонением за счет неровной поверхности примерно от + 10 до 20%.

Измеренное значение твердости в

;:акой-то степени зависит от используемой нагрузки. Увеличение нагрузки в пять раз приводит к снижению твердости примерно на 15оо. Влияния подложки существеннее при более тяжелых грузах, и для получения более точных данных о характере самой пленки предпочтительны измерения с легкими грузами.

В табл.1 приведены показатели твердости.

625625 испытаний, представляли собой блоки о толщиной 4000 A и весом 1800 мкг.

Пленки % Йи брали блоками толщинои 3000 A и весом 200 мкг. Результаты измерений весовых потерь оцениваются с точностью t- 5 мкг.

В табл.2 приведены результаты исо пытаний пленок толщиной 3000. A, весом 200 мг на стойкость к травлению

РVz.

Таблица 2

Уменьшение толщины о

A/сек

Температура осаждения, С

Весовые потери мг-сек/см

Травители

Холодный 3НСС 1Н!1!О

Холодный HС6

Холодный NH OH

Холодныи Н 0 " 200

Горячий

HNO

3 4Горячий

Горячий HF

NH. OH

IHF -IHNO з

Н, Горячий

0,0854

0,121

0,52

Горячий

Горячий

0,73

Горячий

0,14

0,85

Горячий НСЕ

>3,33

>0,53

>0,55

ЗНС -1HNO

>3,33

Горячий

2,07

Горячий 2МН ОН-1Н 0

200

12,5

Холодныи ZNH OH 1Н 0

Горячий IHF . IH NO

500

0,075

0,77

Горячий 3 НС8 - I H NO

Горячий 2МН4 1Н 02

2,0

NoI OH

0,46 (насыщенный раствор) Мс! ОН

100

>0,55

>3,33 весом 180 мг на стойкость к травле65 НИЮ МО Ч 119.

Этот параметр приведен в таблицах 2 и 3. Стойкость к травлению определяется измерением потери веса после погружения в травильный раствор на 15 мин. Используемые травители включают ряд общих кислот и оснований. Измерения выполняют при комнатной температуре и при темпЕратуре 100 С.

Пленки Мо< Ru>, используемые для

В табл. 3 приведены результаты испытаний пленок толщиной 4000 А, 0,012

0,126

0,33

0,076

625625

1Н 1ЧО

3 олодкый.0

0,022

0,025

0,028

0,025

0,047

0,2

0,23

0,25 хн он (н

Холодный

0,23

0,42

Горячий

Горячий ЗНС! -4НМО > 0,47

300

>4,4

Горячий HCL

450

Холодный (HF — H МО 0

Холодный 2 (Н+ 0 Н- 1 Ц О

Холодный НГ

Na ОН

25 (полунасыщенный раствор) 100 (полунасыщенный раствор) ин ОН 0

NH4OH

90 йаОН

Na OH

60 (насыщенный раствор) NoOH 0,025 (насыщенный раствор) 100

0,27

Холодный гН2 ЬО -1Н202 О, 0055

Холодный "Н " Н О, 0 l l

450

0,05

0,1

Горячий Н 0

0,016

0,15

Горячий Н N С1 0,033

Ol3

Горячий

ХОлОдный

Холодный HN0

ХОлОДныи H SO

Холодный НС6

Холодный HF

ГОРячий 2МН40Н-1Н 0 араон 0

Таблица 3

625625

Продолжение табл. 3

Горячий Hz&0

0,033

0,3

Горячий 3HCK - 1Н ИО

0,050

0,45

Горячий 8 НСР— 1 Н ИО, 600

0,33

Пленки обеих композиций, осажден- 10 ных при различных температурах, не реагируют при комнатной температуре на большинство кислотных сред. Пят надцатиминутное погружение не вызывает отслаивания, потери первоначаль- 18 ной полировки, металлического блеска.

Для ряда кислот при температурах, близких к точке кипения травителя (около 100 C), стойкость к травлению пленок остается неизменной. Стойкость 0 к травлению, подобно, твердости, растет с температурой осаждения, по крайней мере, в диапазоне температур

450-600 С. Для М/эRuz наибольшая стео пень разрушения (около 2 A/сек) наблюдается в горячем 2 НН4ОН -4 HzOz и (77 A/ñåê) в горячей царской водке.

Лучшая стойкость к травлению показана Мо )10э, осажденным прн 4 0 С.

Наибольшее разрушение (0,3-0,45A/ñåê) наблюдалось в горячей царской водке.

Электрическое удельное сопротивление Р и температурный коэффициент сопротивления, оба в функции or температуры осаждения графически пред- 36 ставлены на фиг.7. Измерения проводили стандартным четырехточечным датчиком, использующим малые значения переменных токов. Толщина пленки находилась в пределах от 1 до 2 мкм. 40

Графики фигуры отражают измерения, проведенные при 25ОС. Дополнительные измерения проводиливь в жидком азоте и жидком гелии. Были также записаны, как указывается позже, температуры перехода в сверхпроводяшее состояние °

Приведенный график температурного 45 коэффициента сопротивления отражает переход интервала в 220 С от 25 С до

-195 С. Соответственно это значение ординаты о е еляется как

У25c " и 20

Предполагается, что падающее значение удельного сопротивления между о значениями температур осаждения 25 С и 400 С возрастает от сопутствующего увеличения размера зерна. Хотя, как отмечалось, измерения проводились на образцах равномерной толщины планки, другие измерения показали независимость удельного сопротивления от толшины в диапазоне от 1 до 10 мкм. Температурный коэффициент сопротивления близок к нулю для молибденосодержащего материала и несколько отрицателен для вольфрамосодержашего материала.

Как видно иэ фиг.7, оба значения температурных коэффициентов растут с ростом температур осаждения, достигая максимума от 500 до 1000 частей на миллион при температуре осаждення1000 С, Отражательная способность измерялась двухплучевым спектрометром в диапазоне волн от 0,3 до 20 мкм.Зна» чения отражательной способности приведены на графике фиг.8 в функции длин волн, нормализованной к алюминию (алюминий имеет отражательную способность на 903 или более по всему исследуемому спектральному диапазону).

Толщины пленки брали значений 2000 %.

Все пленки были осаждены при 100 С.

Другие наблюдения показывают значительную независимость отражательной способности от температуры осаждения. Как отмечалось, отражательная способность наблюдалась хорошей во всем представляемом спектральном дка« паэоне с небольшим отклонением в пределах значений волн 8000 .

Обе композиции становились сверхпроводящими при более высоких значениях температуры перехода Т», соответствующих более низким значениямтемператур осаждения. Т» для Мо è> была около 8 К при Т> от 70 до 600 С.

Соответствующее значение Т для W>Rv< составляло около 4,8 К. При более высоких температурах осаждения Т> температура перехода Тс падала, достигая окончательных значений ниже

4,2 К при температуре осаждения около 900 С.

Формула изобретения

Способ нанесения покрытий иэ сплавов на основе рутения путем геттерного распыления мишени на нагретую подложку, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения твердости и антикоррозионной стойкости покрытия, распыление мишени проводят в инертной атмосфере при давлении 50

100 мкм рт.ст. со скоростью распыления 100-300 A/ìèí при напряжении

1000-2000 В, токе 3-15 мА, причем температура подложки 400-1000 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Данилин Б.С. Вакуумная техника в производстве интегральных схем. Энергия, 1972, с. 67-93. °

1оаа гоа жа Фаа т и

Фме.е

Эоо wo ооа оаа о! . м оЗ

m Zo г з

Фие.о

Составитель О.Богомолов

Редактор Н.Разумова Техред 3 фанта КоРРектоР П.Макаревич

Заказ 5265/4 . Тираж 1177 Подписное

gplHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,.Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и яоо юа ! о и аа 4ъ

goo D»

Фа мо " авиа еоо аоо оао юаа т С и

Фые,7

76 в бо

f оо