Enhanced Cathodic Arc Source for Arc Plasma Deposition

• Main Authors: DRUZ BORIS, KOHLI SANDEEP, FANG XINGJIE, YEVTUKHOV YURIY, KANAROV VIKTOR
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 04.01.2018
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; CHEMISTRY; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATIONOR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY IONIMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; COATING METALLIC MATERIAL; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS; ELECTRICITY; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION INGENERAL; METALLURGY; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THESURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION

The present invention relates to an improved cathodic arc source and a method of DLC film deposition with a directional-jet plasma flow produced inside of a cylindrical graphite cavity with a depth approximately equal to a cathode diameter. A generated carbon plasma expands through an orifice into ambient vacuum, resulting in plasma flow strong self-constriction. The method represents a repetitive process that includes two steps, including a plasma generation/deposition step that alternates with a recovery step. The plasma generation/deposition step provides periodical removal of excessive amount of carbon accumulated on a cavity wall by motions of a cathode rod inside of the cavity in the direction of the orifice. The cathode rod protrudes above the orifice, and moves back to an initial cathode tip position. The steps can be periodically reproduced until a film with target thickness is deposited. Technical advantages include film hardness, density, and transparency improvement, high reproducibility, long duration operation, particulate reduction, and the like. 개선된 캐소드 아크 소스 및 캐소드 직경과 거의 동일한 공통의 깊이를 갖는 실리더형 그라파이트의 캐비티 내부에서 생성된 방향성 - 제트 플라즈마 유동을 갖는 디엘씨 필름 증착 방법에 관한 것으로, 생성된 탄소 플라즈마는 오리피스를 통해 주위 진공으로 팽창하여 플라즈마 유동이 강하게 자기??수축되게 한다. 상기 방법은 2개의 단계를 포함하는 반복 공정을 나타낸다: 상기 단계는 회복 단계와 교대하는 상기 플라즈마 생성/증착 단계를 포함한다. 이 단계는 오리피스 방향으로 캐비티 내부의 캐소드 로드의 움직임에 의해 캐비티 벽에 축적된 과도한 양의 탄소를 주기적으로 제거한다. 캐소드 로드는 오리피스 상부로 돌출되어 초기 캐소드 팁 위치로 다시 이동한다. 상기 단계들은 목표 두께를 갖는 필름이 증착될 때까지 주기적으로 재생될 수 있다. 기술적인 효과로서, 필름 경도, 밀도 및 투명성 개선, 높은 재현성, 긴 작동 시간 및 미립자 감소 등이 있다.