Осаждение покрытий

По оценкам авторов работы, капли в случае медного катода теряют до 30% своей массы. А. Андерс, анализируя энергетический баланс МЧ с учётом нагрева бомбардировкой ионами и электронами, а также охлаждения в результате теплового излучения и испарения, приходит к выводу о невозможности полного испарения МЧ в обычных технологических условиях без постороннего источника нагрева (например, лазерным инфракрасным излучением, что в современных условиях пока нецелесообразно в экономическом отношении).

Макрочастица, как и всякое другое изолированное тело, погружённое в плазму, вследствие более высокой подвижности электронов по сравнению с ионами приобретает отрицательный плавающий потенциал. Для частиц с радиусом порядка 10 мкм этот потенциал составляет около -12 В, что позволяет заметно снизить количество МЧ, поступающих на подложку, путём подачи на неё отрицательного напряжения смещения, достаточного для погашения направленной скорости значительной части МЧ (особенно мелких), движущихся в сторону подложки. При заданном потенциале подложки вероятность отражения МЧ от нес определяется размерами (массой), скоростью и углом падения частицы по отношению к поверхности подложки.

С учётом приведенных здесь особенностей эмиссии МЧ и их взаимодействия с плазмой в межэлектродном пространстве к настоящему времени разработан ряд способов и устройств, позволяющих заметно снизить интенсивность потоков МЧ в эрозионной плазме дугового разряда низкого давления в технологических бесфильтровых системах осаждения покрытий. Ряд таких способов и устройств рассмотрен в следующих разделах. Причём, в качестве бесфильтровых систем здесь имеются в виду такие системы, в которых объект плазменного воздействия (подложка) находится в зоне прямой видимости с рабочей поверхности катода, эмитирующей МЧ. Иначе говоря, между подложкой и катодом отсутствуют какие-либо элементы системы, которые могли бы служить механическим препятствием для МЧ, движущихся в сторону подложки.