CH103401A - Verfahren zur Herstellung eines gleichmässigen, metallisch spiegelnden Siliziumbelages. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung eines gleichmässigen; metallisch spiegelnden Siliziumbelages.    Es ist bekannt, dass Siliziumwasserstof f  bei einer gewissen Temperatur zersetzt wird  und dass sich dabei Silizium an den Wan  dungen des Zersetzungsgefässes niederschlägt.  Es ist insbesondere bekannt, Siliziumwasser  stoff auf etwa 800 bis 900  zu erhitzen,  um das Silizium quantitativ abzuscheiden.  Es entstehen dabei unregelmässige russartige  Niederschläge.  Diese an sich bekannten     Erscheinungen     bilden die Grundlage der vorliegenden Er  findung, deren Aufgabe die Herstellung  gleichmässiger, metallisch spiegelnder Nieder  schläge aus Silizium ist.

   Es hat sich nämlich  gezeigt, dass gleichmässige und metallisch  spiegelnde Siliziumniederschläge dadurch ge  wonnen werden können, dass     Siliziumwasser-          toff    bei einer Temperatur, die über seiner  Zersetzungstempertur liegt, gleichmässig und  so langsam und in so geringer Dichte über  die zu belegende Fläche geleitet wird,     dass     stets nur eine geringe Anzahl von Molekeln  in der Nähe der zu belebenden Fläche gleich  zeitig zersetzt wird. Dadurch wird verhindert,    dass die Molekeln vor ihrem Auftreffen auf  die Fläche in grösseren Mengen aufeinander  treffen und sich     russartig    zusammenballen  können.

     Wenn auf die Erzeugung einer möglichst  gut spiegelnden Oberflüche Wert gelegt wird,  dann ist das Gasgemisch gut zu     troAnen    und  von allen, auch den feinsten, Staubteilchen  sorgfältig zu befreien. Das kann zum Bei  spiel durch Filtrieren mit Hilfe von Watte  geschehen.  



  Um die Dichte des     Siliziumwasserstoffes     zu regeln, kann man entweder den Silizium  wasserstoff mit     vermindertem    Druck zu  führen oder ihn mit einem andern Gas ver  dünnen. Als verdünnendes Gas kommt in  erster Linie Wasserstoff in Betracht. Vorteil  haft geht man von der Verbindung     Si        H4    aus,  die aus     Silizium-Magnesium    und Salzsäure  gewonnen wird.

   Durch Zugabe eines Was  serstoff entwickelnden     Metalles    oder durch  Zuleiten von Wasserstoffgas in das Gefäss,  in dem man in bekannter Weise     Silizium-          Magnesium    und Salzsäure aufeinander ein-      wirken lässt, kann man die für eine gleich  mässige Belegung geeignete Verdünnung des  Siliziumwasserstoffes, die bis zum Zwanzig  fachen und mehr betragen kann, einstellen. Es  können aber auch die andern gasförmigen  Siliziumwasserstoffverbindungen, zum Bei  spiel Si2H6, als Ausgangsstoff verwendet  werden.  



  Die Zersetzung des Siliziumwasserstoffes  beginnt schon bei ungefähr 380  . Man kann  schon bei wenig darüber liegenden Tempe  raturen arbeiten. Der Metallbelag entwickelt  sich dann aber sehr langsam, und es treten  leicht Anlauffarben auf. Deshalb ist es  günstiger, bei einer Temperatur von etwa  500' zu arbeiten. Geht man über diese Tem  peratur wesentlich hinaus, so vergrössert sich  die Gefahr unregelmässiger Abscheidung;  ausserdem treten Schwierigkeiten auf für die  Hersstellung einer geeigneten Apparatur.  



  Als Beispiel für die Dichte und Strö  mungsgeschwindigkeit des     Gasgemisches    sei  angeführt, dass man bei etwa 5 %igem Si  liziumwasserstoff vorteilhaft mit. etwa 1 min  Strömungsgeschwindigkeit in der Sekunde  arbeitet.  



  Als Unterlage für die Herstellung der  Siliziumspiegel eignet sich besonders Glas.  Man bringt die mit einem Siliziumspiegel zu  versehenden Gegenstände beispielsweise in  ein Glasrohr, durch welches der Silizium  wasserstoff hindurehgeleitet wird. Dieses  Glasrohr wird von aussen möglichst     gleieh-          mässig    auf die gewünschte Temperatur er  wärmt. Das kann entweder durch ein flüs  siges Medium geschehen, dessen Temperatur  genau geregelt wird und das um das     Rohr     herumgeleitet wird, oder durch eine an sieh  leicht regelbare elektrische Heizvorrichtung.

    Mit dem Durchleiten des Siliziumwasser  stoffes wird vorteilhaft erst begonnen, wenn  das Rohr und die in ihm untergebrachten,  mit demn Spiegelbelag zu versehenden Gegen  stände ganz gleichmässig die vorgeschriebene  Temperatur angenommen haben. Wird dann  der Siliziumwasserstoff in entsprechender  Verdünnung langsam und gleichmässig über  die Flächen hinweggeführt, dann ist ein voll-    kommen gleichmässiger, guthaftender, spie  gelnder Belag erreichbar.  



  Besonders vorteilhaft ist es, in geringem  gleichmässigen Abstand von den mit Belag  zu versehenden Gegenständen, zum Beispiel  Glasplatten, Leitflächen anzuordnen und  dann das Gas zwvischen den Leitflächen und  den zu belegenden Gegenständen hindurch  zuleiten. Hat man zum Beispiel eine Mehr  zahl von ebenen Platten, zum Beispiel Glas  platten, zu belegen, dann kann man diese  Leitflächen am einfachsten dadurch gewin  nen, dass man die Platten parallel zueinander  lind zur Rohrachse in Abständen von etwa  1 mm anordnet, so dass zwischen ihnen das  Gas in dünner Schicht hindurchstreichen  kann.

   Zweckmässig wird in einem solchen  Falle durch Wärmezufuhr von aussen eine  gleichmässige Temperatur von 500   aufrecht  erhalten und der Siliziumwasserstoff, mit un  gefähr der zwanzigfachen     blengeWasserstoff     verdünnt, mit     einen,        Strömiingsgescliwindig-          keit    von     etwa.    1 mm in der Sekunde zwischen  den Platten hindurchgeführt.

   Es können  Fälle eintreten, in     denen    es besser ist, die  Wärme nicht,     wic>    es oben geschildert ist,  dem Arbeitsraum von aussen zuzuführen, so  dass zunächst das     silizumwasserstoffhaltige     Gas und erst durch dieses die zu belegenden  Gegenstände erhitzt werden, sondern der  artig, dass die zu belegenden Gegenstände un  mittelbar erhitzt     werden    und     durch    diese  erst dem Gas die 'Wärme zugeführt     wird.     Dadurch wird es möglich, eine teilweise Be  legung einzelner     Gegenstände    durchzuführen.

    indem die     Abscheicluiig    des     Siliziumwasser-          stoffes    nur an den Stellen vor sich geht,  deren Temperatur     durch    die Heizung über  der Temperatur der     Eingebung    liegt.     Es     kann dadurch für     manche    Zwecke grössere  Sicherheit des Arbeitens erzielt     werden,    be  sonders wenn es sich um Flächen bestimm  ter Gestalt handelt oder wenn die Silizium  spiegel auf bestimmte Teile der Fläche be  schränkt werden sollen.

   Es ist auch möglich,  auf diese     Artgleichmässigem    Überzüge zu  erzielen, besonders auch bei niedrigeren  Temperaturen, die nur wenig über der Zer-      setzungstemperatur liegen. Die Apparatur  wird aber etwas verwickelter, und das Ar  beiten damit erfordert im allgemeinen grössere  Geschicklichkeit.  



  Spiegel, wie sie nach dem beschriebenen  Verfahren gewonnen werden, können bei  spielsweise Verwendung finden für die Re  flexion ultravioletter Strahlen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung eines gleich mässigen, metallisch spiegelnden Silizium belages, dadurch gekennzeichnet, dass Silizium wasserstoff bei einer Temperatur, die über seiner Zersetzungstemperatur liegt, gleich mässig und so langsam und in so geringer Dichte über die zu belegende Fläche geleitet wird, dass stets nur eine geringe Anzahl von Molekeln in der Nähe der zu belegenden Flä che gleichzeitig zersetzt wird. UNTERANSPRÜCHE : 1. Verfahren nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Silizium wasserstoff vor der Verwendung mit Wasserstoff gemischt wird. 2. Verfahren nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Silizium wasserstoff der zu belegenden Fläche mit einem unterhalb des Atmosphärendruckes liegenden Druck zugeführt wird. 3.

   Verfahren nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die zu be legenden Gegenstände in einem möglichst gleichmässig erhitzten Rohr untergebracht werden. 4. Verfahren nach dem Patentanspruch, cha- durch gekennzeichnet, dass in geringem, gleichmässigem Abstand von mit einem Spiegelbelag zu versehenden Gegenständen Leitflächen angeordnet werden und das Gas zwischen dessen Leitflächen und den zu belegenden Gegenständen hindurch geleitet wird. 5.

   Verfahren nach dem Patentanspruch und Unteransprüchen 3 und 4, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Mehrzahl zu be legender Glasplatten in geringem Abstand von etwa 1 mm parallel zueinander und zur Rohrachse angeordnet werden, so dass das Gas zwischen den Platten in dünner Schicht gleichmässig hindurchstreichen kann. 6.

   Verfahren nach dem Patentanspruch und Unteransprüchen 3, 4 und 5, dadurch ge kennzeichnet, dass von aussen gteichmässig MTärme derart zugeführt wird, class in dein Arbeitsraum cles Rohres überall eine gleichmässige Temperatur von etwa 500 herrscht und dass ferner der Silizium wasserstoff mit ungefähr der zwanzig fachen Menge Wasserstoff verdünnt, mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 1 mm in der Sekunde zwischen den Platten hindurchgeführt -wird. 7.

   Verfahren nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die 1V < irme den zu belegenden Gegenständen direkt zu geführt wird, so dass durch diese (las Gas erhitzt n@ird. B. Verfahren nach dem Patentanspruch und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeich net, dass die Temperatur der mit Spiegel belag zu versehenden Teile der Gegen stände höher gehalten wird als die Tem peratur der übrigen von Siliziumwasser- stoff berührten Teile.