The 10 reference contexts in paper D. Duhopel'nikov V., D. Kirillov V., E. Vorob'ev V., M. Marahtanov K., V. Bulychev S., В. Булычёв С., Д. Духопельников В., Д. Кириллов В., Е. Воробьев В., М. Марахтанов К. (2016) “Вакуумная дуга на поликристаллическом кремниевом катоде // Vacuum arc on the polycrystalline silica cathode” / spz:neicon:technomag:y:2014:i:1:p:188-197

  1. Start
    1563
    Prefix
    Ключевые слова: кремний, дуговой испаритель, вакуумная дуга, испарение, эрозия, технология Введение Тонкие плёнки кремния и его соединений широко используется в электронике, оптике и машиностроении. Кремний является перспективным материалом для изготовления литий-ионных аккумуляторов, а также является основным материалом для развивающейся наноэлектроники
    Exact
    [1]
    Suffix
    . Покрытия из кремния и его соединений осаждают химическими и физическими методами в вакууме, например, магнетронными системами распыления. Устройства магнетронного распыления позволяют создавать высококачественные плёнки, при этом высока энергоёмкость процесса (500 эВ/атом) и низка скорость роста плёнки.
    (check this in PDF content)

  2. Start
    2365
    Prefix
    При этом возможно гибко управлять потоками плазмы и структурой покрытия. В настоящее время этот метод не используются для испарения кремния в связи со сложностью осуществления продолжительного горения дугового разряда на подобных материалах. В работе
    Exact
    [2]
    Suffix
    сообщается о дуге на дисковом катоде из поликристаллического кремния. При токе разряда 10-16 А напряжение изменялось от 15 до 50 В при давлении в вакуумной камере от 1∙10-3 до 2∙10-6 мм.рт.ст.
    (check this in PDF content)

  3. Start
    2893
    Prefix
    Время непрерывного горения разряда составило порядка 30 секунд. Впервые вакуумная дуга на промышленном дуговом испарителе с водоохлаждаемым монокристаллическим кремниевым катодом с проводимостью p-типа была описана в работе
    Exact
    [3]
    Suffix
    . Разряд устойчиво горел при токе разряда 96-100 А, при напряжении 17,8 В. Продолжительность горения разряда до принудительного отключения питания составило 2 минуты 48 секунд. В течение этого времени произошло оплавление рабочей поверхности и разрушение части катода вследствие большой концентрации мощности на поверхности катода (рис. 1).
    (check this in PDF content)

  4. Start
    3920
    Prefix
    Решение проблемы оплавления и разрушения катода предлагается решать путём равномерного распределения подводимой мощности по всей рабочей поверхности катода. В вакуумном дуговом разряде это может быть осуществлено с помощью управляемого движения катодной привязки внешним арочным магнитным полем
    Exact
    [4, 5]
    Suffix
    . а) б) Рис. 1. Кремниевый катод, на котором длительное время горела вакуумная дуга [3] Оборудование Работы проводились на установке вакуумного дугового осаждения покрытий, разработанной в МГТУ им.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    4004
    Prefix
    В вакуумном дуговом разряде это может быть осуществлено с помощью управляемого движения катодной привязки внешним арочным магнитным полем [4, 5]. а) б) Рис. 1. Кремниевый катод, на котором длительное время горела вакуумная дуга
    Exact
    [3]
    Suffix
    Оборудование Работы проводились на установке вакуумного дугового осаждения покрытий, разработанной в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Вакуумная камера представляла собой цилиндр диаметром 700 мм и длиной 500 мм (рисунок 2).
    (check this in PDF content)

  6. Start
    4674
    Prefix
    Для напуска газов установка оснащена регуляторами расхода MKS Instr. 2179A и контроллером MKS Instr. 647C. Измерение вакуума производилось с помощью вакуумметра MKS Instr. Dual Mag 972B. Промышленный образец вакуумного дугового испарителя был выполнен по торцевой схеме
    Exact
    [6, 7]
    Suffix
    . На рабочей поверхности катода создавалось арочное магнитное поле с помощью двух электромагнитных катушек [8, 9]. Положение центра арки задавалось соотношением токов в катушках. Инициация дугового разряда осуществлялась инжекцией плазмы в межэлектродный зазор.
    (check this in PDF content)

  7. Start
    4793
    Prefix
    Промышленный образец вакуумного дугового испарителя был выполнен по торцевой схеме [6, 7]. На рабочей поверхности катода создавалось арочное магнитное поле с помощью двух электромагнитных катушек
    Exact
    [8, 9]
    Suffix
    . Положение центра арки задавалось соотношением токов в катушках. Инициация дугового разряда осуществлялась инжекцией плазмы в межэлектродный зазор. Катод испарителя представлял собой диск диаметром 150 мм и толщиной 8 мм из сплава кремний-алюминий (90 % кремния, 10 % алюминия), который был напаян на медную основу индиевым припоем (рис. 3).
    (check this in PDF content)

  8. Start
    6808
    Prefix
    После зажигания дугового разряда через 30 секунд установилось устойчивое движение катодных пятен внутри арки магнитного поля (рис. 4). Движение катодных пятен происходило в антиамперовом направлении, как в случае с металлическим катодом
    Exact
    [9]
    Suffix
    . Вакуумная дуга горела устойчиво в диапазоне токов от 30 до 130 А. При токе разряда меньше 30 А зажигание разряда было затруднено, разряд горел нестабильно. Напряжение разряда изменялось от 18,7 до 25,6 В при различных токах разряда и индукции магнитного поля.
    (check this in PDF content)

  9. Start
    7972
    Prefix
    Катодное пятно длительное время задерживаются на одном месте, затем скачком переходит в другую область на некотором расстоянии. В результате на катоде формируются сильно оплавленные углубления диаметром 1-3 мм, что напоминает результаты, полученные в работе
    Exact
    [3]
    Suffix
    при горении дуги на монокристаллическом кремниевом катоде при отсутствии магнитного поля. Увеличение индукции магнитного поля выше 10 мТл приводит к изменению характера движения катодных пятен, перемещение которых становится равномерным со скоростью около 5 м/с.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    9060
    Prefix
    Поверхность кратеров сильно оплавлена. Каждый крупный кратер состоит из одного или нескольких более мелких кратеров. По размерам, форме и внешнему виду кратеры на кремнии напоминают кратеры на алюминиевом катоде
    Exact
    [10]
    Suffix
    . а) б) а) микрофотография участка катода; б) топография поверхности, крупные кратеры выделены жирной линией Рис. 7. Поверхность отработавшего кремниевого катода Заключение В работе подтверждена возможность испарения кремния в промышленном вакуумном дуговом испарителе с арочным магнитным полем.
    (check this in PDF content)