[发明专利]用于沉积电绝缘层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分用于操作电弧源的方法。

背景技术

根据现有技术，可以有不同的方法借助于DC电流供应装置和脉冲电流供应装置的组合来操作电弧源-也称为电弧蒸发源或火花蒸发器。

例如在EP 0 666 335 B1中建议，为了使导电性良好的材料蒸发，可以将脉冲电流迭加到以直流电流操作的电弧蒸发器。在此，脉冲电流最高达到5000A，这种脉冲电流利用电容器放电在从100Hz至50kHz范围内的比较低的脉冲频率的情况下生成。因此在蒸发纯金属目标(Target)的情况下可以显著减少小滴形成。为了生成脉冲电流的可以不同方式产生的脉冲形式，使用单独的电容器放电。在此，例如在产生矩形电流脉冲模型的情况下导致放电电压在很短的时间内提高，但是该放电电压不能保持不变，而是再度降下来，原因是火花电流由于火花放电中的低等离子体阻抗而立刻升高，这导致电容器放电电压、进而火花放电电压下降。尽管推测短时间电压峰值会产生正面效应，但无法在较长的时间段内维持较高的火花放电电压。

与此相对地，从同一位申请人的文献CH 01614/06(2006年10月10日)及US 11/548,529(2006年10月11日)中公知有如下方法：所述方法除了描述EP 0 666 335 B1中所提出的方法外，还描述了用于在活性气体环境中使金属蒸发的脉冲式火花电流，所述脉冲式火花电流用于产生绝缘层、尤其是氧化层，其中所述文献CH 01614/06和US 11/548,529在此作为本发明的整体组成部分被说明。在这种方法中，不仅描述了脉冲对喷溅物减少的有利作用，而且详细探讨了火花目标在活性气体环境中、尤其是在氧气中的操作。此外，这两个专利也首次详细探讨了迭加在火花放电电压上的电压脉冲的陡度的重要性。本申请建立在该发明上。

发明内容

本发明所基于的任务是，提出如下一种方法，该方法能够避免前面提及的现有技术的缺点并且能够将火花放电的高电离度的优点与提高的放电电压的优点结合在一起，而不会使火花阴极-尤其是火花阴极的表面-承受过高的热负载。该任务通过根据本发明的特征在权利要求1的特征部分中得到解决。

在此，在目标的表面点燃或操作电火花放电，并且利用电流源的相对较低的直流电压和直流电流同时操作该火花放电。同时贵送由周期性施加的电压信号所生成的脉冲电流，其中所述电压信号的信号形状基本上可以自由调整。

原则上有许多不同的可能性使火花电流以脉冲方式工作并且以这种方式提高火花放电电压。

最简单的方案是使用提供火花放电所需的电流的脉冲式电流供给装置。但是已经示出，在以属于现有技术的一般发电机来切换大电流/使大电流产生脉冲的情况下，该方案无法提高火花放电电压，或是只能略微提高火花放电电压，并且提高的时间无法持续所施加信号的持续时间。电压升高的速度不够快速，并且也无法通过较高的频率实现较陡的边沿，因为这在大的火花电流达到100A或更高时难以实现或者是不可能的。因此，只以具有小振幅的短电压峰值来施加这样的脉冲信号，该电压峰值被相应于输入功率的电流升高和由于快速增加的载流子供应而降低的等离子体阻抗抵消掉。即使是两个独立电流供应装置的组合-其中一个以脉冲方式工作-也无法达到明显的改善。

根据本方明，可以通过并联能够提供高脉冲功率的脉冲式电压源来操作火花电流，以确保所述电压信号具有所希望的信号形状。如后面将详细说明的那样，这例如也可以通过多个电容器放电的相应快速的时间序列或通过使用特殊配置的电压供应装置来达到相同的效果。

此外，通过本发明所实现的优点是，由于对不同目标材料和过程条件的火花放电的电流/电压范围具有更好的掌控性或可调整性，因此可以调整工作范围，其中在工作范围内能够以从火花蒸发中已知的高涂覆速度对涂层进行沉积，并且该涂层具有在涂覆体表明上形成喷溅物方面的明显改善的质量。