Сверхвысоковакуумные установки для напыления фирмы Эдварде (Англия) с диаметром камеры 355 мм дают возможность получать давление 5 • 10^-11 мм рт. ст. Камеру изготовляют из коррозионностойкой стали, допускающей высокотемпературный прогрев. В рабочей камере предусмотрены специальные отверстия с фланцами для присоединения криогенного насоса, датчика ионизационного манометра, масс-спектрометра и других необходимых устройств. Криогенный (конденсационный) насос (см. I рис. 378) опускают в камеру через отверстие, расположенное сверху. Вся система откачивается распылительно-ионным и титановым сублимационным насосами, предварительная откачка производится либо последовательно соединенными сорбционными насосами, либо двухсту-пенчатым вращательным насосом с ловушкой. Мощность печи для прогрева камеры порядка 6,75 кВт. Нормальная температура прогрева 300° С, а при наличии прокладок из золота может достигать 400° С.

Для напыления фирмой Эдварде выпускаются также сверхвысоковакуумные агрегаты со скоростью откачки 1000 л/с, снабженные ртутными диф- I фузионными насосами,  ловушкой, охлаждаемой жидким азотом, и отражателями. Два диффузионных насоса соединены последовательно и присоеди- I нены к одноступенчатому вращательному насосу с ловушкой. Конденсационный насос Е1000 присоединен к верхней части камеры, чтобы обеспе-В чивать высокую скорость откачки в те моменты процесса, когда выделяется И большое количество газов. Предельное давление, создаваемое в этой установке, превосходит 10^-9 мм рт. ст. Установка показана на рис. 1бЯ Параметры конденсационного насоса Е1000: скорость откачки 1000 л/с, I предельное давление 5*10^-11 мм рт. ст. (исключая водород и гелий).

На рис. 154, а и б показаны установки для напыления фирмы Ульвак (Япония) камерного типа. Фирма выпускает различные установки напыления: установки со стеклянными колпаками; полностью автоматизированные установки для напыления электронных схем с электроннолучевым испарителем; специальные установки для оптических целей; непрерывно работаю-И щие установки с катодным распылением (скорость распыления доходит до 800 А/мин при постоянстве толщины пленки в пределах ±5%). Установка показанная на рис. 154, а, имеет вакуумную камеру диаметром 1000 мм и длиной 1000 мм, пригодную для производства искусственных украшений, музыкальных инструментов, игрушек, зеркал и т. п. Показанную на рис. 154, б установку применяют для производства селеновых выпрямителей, для покрытия кадмием частей летательных аппаратов.

В установках для получения покрытий в вакууме различны способы нагрева испаряемого вещества. Применяют термическое испарение с электрическим или электроннолучевым нагревом и катодное распыление. В некоторых случаях требуется сочетание вакуумного напыления с ионной бомбардировкой. Для испарения тугоплавких материалов использовали луч лазера [65] с длиной волны 1,06 мкм, генерируемый в стекле, легированном Nd, мощностью100—150 Дж в 2—4 мс. Луч проектировался в вакуумную установку через стеклянное окно и фокусировался на испаряемом материале. Испарялись Cr, W, Ti, углерод и некоторые соединения. Скорости испарения составляли 100000—1000000 А/с. Получали слои толщиной 500— 1000 А. Полученные пленки имели все необходимые для практических целей параметры.

Наиболее простое устройство для термического испарения легкоплавких металлов— плоский кварцевый или шамотный тигель, в котором металл плавится с помощью токов Фуко. Тугоплавкие металлы свивают в спирали, и испарение происходит непосредственно из спиралей при пропускании через них электрического тока определенной силы. Для испарения больших количеств металла применяют вольфрамовые или молибденовые лодочки, а также тигли из алунда или окиси бериллия; испаритель разогревается джоулевым теплом, выделяемым испарителем при пропускании электрического тока. Для осаждения золота и серебра их можно заготовить в виде проволоки, вокруг которой наматывается вольфрамовая спираль; для осаждения никеля, хрома, платины, родия вначале наносят их электролитическим путем на чистый вольфрамовый подогреватель. Особенности испарения различных металлов указаны в табл. 37. Вакуумная установка ВУТП-2 дает возможность наносить тонкослойные оптические покрытия из диэлектрических, полупроводниковых и проводниковых материалов термическим испарением с одновременным контролем толщины слоя в процессе его нанесения. На установке можно изготовлять многослойные интерференционные оптические фильтры; отражающие, просветляющие, светоделительные, защитные покрытия. Установка колпакового типа. Размеры колпака: высота 630 мм, внутренний диаметр 550 мм, наружный диаметр 650 мм, объем 162 л.

Таблица 37

 Колпак поднимается и опускается с помощью электродвигателя. Колпак устанавливают на плиту, на которой расположен механизм планетарного вращения образцов, три] испарителя с питателями и нагреватель образцов. Температура нагрева печью сопротивления составляет 200° С. Образцы могут иметь два вида вращения: одиночное и планетарное. В случае одиночного вращения максимальный диаметр обрабатываемых деталей 450 мм, в случае планетарного— 165 мм.

 Механизированная дозированная подсыпка может производиться без нарушения вакуума в объеме. С наружной стороны колпака припаяна трубка для водяного охлаждения. Система откачки установки показана на рис. 155. При охлаждении ловушки водой давление в рабочем пространстве 2*10^-5 мм рт. ст. достигается за 12 мин с помощью диффузионного насоса Н-2Т. Для предварительного разрежения применяют насос ВН-2МГ, за 4 мин достигается давление 10^-2 мм рт. ст.

Для проведения испарения с электроннолучевым нагревом пригодна электронная пушка с щелевой оптикой. С помощью электроннолучевого нагрева можно получить такие тонкопленочные элементы, как мишени для ядерных исследований, оптические покрытия, пленочные термопарные датчики и т. п. Создание унифицированной электронной пушки с взаимозаменяемыми магнитными системами позволяет применять электроннолучевой нагрев в лабораторных установках и испарять практически любые материалы без существенных переделок конструкции установки. В двухлучевом испарителе ИЭЛ-6 два электронных пучка, формируемых одной двухлучевой электронной пушкой, с помощью магнитной системы типа ИЭЛ-4 фокусируются одновременно в два близко расположенных тигля. Благодаря этому можно испарять одновременно два различных материала и получать пленки сложного состава .

На рис. 156 показан электроннолучевой испаритель для установок, изготовляющих электропроводящие, полупроводящие, отражающие, магнитные и другие пленки, в том числе и многослойные. Стержень из испаряемого материала находится в охлаждаемом водой тигле и нагревается электронным лучом, который сфокусирован и повернут поперечным магнитным полем на угол, несколько больший 180. Схема испарителя приведена на рис. 157.

Корпус испарителя и большая часть деталей изготовлены из коррозионно-стойкой стали, охлаждаемый тигель — из меди. Магнитное поле создается небольшим постоянным магнитом, помещенным в вакууме.

Техническая характеристика испарителя

Скорость испарения материалов, включая тугоплавкие, в г/мин ................ 0,3—1,5

Количество испаряемого за один прием материала в см3.................... 25

Размеры стержня из испаряемого материала в мм

(диаметр X длина).............. 20X95

Максимальная мощность электронного луча в кВт 5

Ускоряющее напряжение электронной пушки в кВ 9—11

Максимальный ток электронного луча в мА . . 500

Ток накала катода пушки в А......... 9—10

Расход воды для охлаждения испарителя в л/ч 600

Диаметр посадочного отверстия в мм...... 160

Габаритные размеры испарителя в мм..... 330X 220X 620

Масса испарителя в кг ............ 14