CS217241B1 - Method of making the anorganic amorphous or polycrystallic thin layer - Google Patents

Method of making the anorganic amorphous or polycrystallic thin layer Download PDF

Info

Publication number
CS217241B1
CS217241B1 CS451681A CS451681A CS217241B1 CS 217241 B1 CS217241 B1 CS 217241B1 CS 451681 A CS451681 A CS 451681A CS 451681 A CS451681 A CS 451681A CS 217241 B1 CS217241 B1 CS 217241B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
general formula
range
amorphous
nitrogen
fluorine
Prior art date
Application number
CS451681A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Jan Kocka
Jiri Stuchlik
Milan Vanecek
Original Assignee
Jan Kocka
Jiri Stuchlik
Milan Vanecek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jan Kocka, Jiri Stuchlik, Milan Vanecek filed Critical Jan Kocka
Priority to CS451681A priority Critical patent/CS217241B1/en
Publication of CS217241B1 publication Critical patent/CS217241B1/en

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu výroby anorganické tenké amorfní nebo polykrystalické vrstvy nebo soustavy takových vrstev.The invention relates to a process for the production of an inorganic thin amorphous or polycrystalline layer or an array of such layers.

V současné svštové technice se při výrobě tenkých anorganických vrstev používá různých postupů, například napařování pevných látek za sníženého tlaku, dále naprašování, s výhodou naprašováni v reaktivní atmosféře, teplotního rozkladu plynných sloučenin a dalších způsobů práce. Nevýhodou takových method je bu3 energetická náročnost nebo/a nutnost práce za vysokých teplot, anebo skutečnost že se jimi získávají jen vrstvy, které mají podřadné fyzikální vlastnosti a nevyhovují kladeným požadavkům. Jsou také známy způsoby výroby hetero—9 přechodů, při kterých se na výchozí látky v uzavřeném prostoru za sníženého tlaku 10 ažIn the current mock technique, various processes are used in the production of thin inorganic layers, such as vapor deposition of solids under reduced pressure, sputtering, preferably sputtering in a reactive atmosphere, thermal decomposition of gaseous compounds, and other processes. The disadvantage of such methods is either the energy consumption and / or the necessity to work at high temperatures, or the fact that they only produce layers that have inferior physical properties and do not meet the requirements. Methods for making hetero-9 transitions are also known in which the starting materials are contained in a confined space under reduced pressure of 10 to 10

300 Pa působí doutnavým výbojem například o frekvenci 13,56 MHz. Tato metoda však bjrla vyřešena a je používána jen pro některé speciální účely.300 Pa causes a glow discharge, for example at a frequency of 13.56 MHz. However, this method has been solved and is only used for some special purposes.

V současné době se ukázalo jako výhodné a potřebné, aby byl vyřešen způsob výroby tenkých vrstev, které proti známému stavu světové techniky (Sborník 4. Mezinárodního symposia o chemii plasmatu Zurich 1979, Ed. S, Vepřek a J. Hertz) budou mít zlepšené fyzikální vlast nosti, zejména u niohž bude možno měnit hodnoty elektrické vodivosti v širokém rozmezí od hodnot typických pro isolanty až do hodnot odpovídajících supravodičům. Dále jsou potřebné vrstvy, které budou mít požadovanou polohu hrany optické absorbce, popřípadě budou vykazovat vysokou tvrdost a význačnou vzdornost vůči otěru; jsou také zapotřebí látky, kterých bude možno použít jako difusních barier zabraňujících vzájemné difusi materiálů oddělených touto barierou.It has now proved to be advantageous and necessary to provide a method for producing thin films which have improved physical properties over the known state of the art (Proceedings of the 4th International Symposium on Plasma Chemistry Zurich 1979, Ed. S, Vepřek and J. Hertz). properties, in particular where it will be possible to vary electrical conductivity values over a wide range from those typical of the insulators to those corresponding to superconductors. In addition, layers are required which have the desired edge position of the optical absorption, possibly having a high hardness and a high abrasion resistance; There is also a need for substances which can be used as diffusion barriers to prevent the diffusion of materials separated by this barrier.

Uvedený cíl je splněn vynálezem způsobu výroby anorganické amorfní nebo polykrystalické tenké vrstvy o tloušlce 0,001 až 50 mikrometrů nebo soustavy takových vrstev, působením doutnavého výboje v uzavřeném prostoru za sníženého tlaku na plynné nebo kapalné výchozí látky. Podstatou vynálezu je pracovní postup, při kterém na výchozí látku obecného složeni A + B, A + C nebo A + B + C v němž symbol A představuje látku obecného vzorce XYm kde symbol X značí atom antimonu, molybdenu, niobu, tantalu, thalia, uranu, vanadu, vizmutu nebo wolframu a Y znamená atom fluoru nebo chloru přičemž m je přirozené číslo celé o hodnotě v rozmezí 3 až 6, dále kde symbol B představuje látku obecného vzorce z(KnLQ) v němž K značí atom arsenu, boru, dusíku, fosforu, germania, křemíku, selenu, síry, teluru nebo uhlíku, L znamená atom fluoru, chlor nebo vodík, z, n a o jsou přirozená čísla celá přičemž z má hodnotu v rozmezí 1 až 10, n je rovné 1 až 2 a o se rovná 1 až 4 přičemž skupiny z(KnL0) kde z se rovná 2 až 10 se liSí chemickým složením, dále kde symbol C značí argon, dusík, kyslík neon, vodík nebo směs dvou až pěti těchto látek, se za tlaku 10^ až 500 Pa působí doutnavým výbojem o frekvenci v rozmezí 0 až 10^® Hz.This object is achieved by the invention of a process for the production of an inorganic amorphous or polycrystalline thin film of 0.001 to 50 microns in thickness or an array of such layers by applying a glow discharge in a confined space under reduced pressure to gaseous or liquid starting materials. The present invention relates to a process in which A + B, A + C or A + B + C is the starting material of formula A wherein B is XY m wherein X is antimony, molybdenum, niobium, tantalum, thallium , uranium, vanadium, bismuth or tungsten, and Y represents a fluorine or chlorine atom, wherein m is a natural integer ranging from 3 to 6, wherein B represents a compound of the general formula z (K n L Q ) in which K denotes an arsenic atom , boron, nitrogen, phosphorus, germanium, silicon, selenium, sulfur, tellurium or carbon, L is a fluorine, chlorine or hydrogen atom, z, n and n are integers from 1 to 10, n is 1 to 10 2 o is equal to 1 to 4, wherein the groups z (K n L 0 ) where z is equal to 2 to 10 differ in chemical composition, further wherein C stands for argon, nitrogen, neon oxygen, hydrogen or a mixture of two to five under a pressure of 10 to 500 Pa a 0 to 10 ^ Hz frequency.

Vynález je založen na poznatku, že podle zvolených pracovních podmínek mohou být při velmi malé spotřebě elektrické energie libovolně vyrobeny bu3 amorfní nebo polykrystalioké slitiny nebo sloučeniny nekovů s antimonem, molybdenem, niobem, tantalem, thaliem, uranem, vanadem, vizmutem nebo wolframem. Uvedenými kovy mohou být nekovy nebo jejich slitiny také dotovány.The invention is based on the finding that, depending on the operating conditions selected, either amorphous or polycrystalline alloys or non-metal compounds with antimony, molybdenum, niobium, tantalum, thallium, uranium, vanadium, bismuth or tungsten can be produced at very low power consumption. Said metals may also be doped with non-metals or their alloys.

Výhodou postupu je i skutečnost, že ve srovnání s dosud používanými plynným fosforovodíkem PH^ nebo borovodíkem B2 H6 Jsou látky obecného vzorce XYm bezpečnější, a z pracovního hlediska i výhodnější.The advantage of the method is the fact that in comparison with existing gas or phosphine PH-borane, B 2 H 6 J sou compound of the formula XY m safer and more convenient work standpoint.

Ochranné povlaky mohou být naneseny i na podložky o složitých konstrukčních tvarech, což dosud známými metodami jako například napařováním za sníženého tlaku nebo naprašováním nebylo možno docílit. Ve srovnání s postupem na basi teplotního rozkladu, který byl až dosud používán, má tato metoda výhodu v tom, že je možno použít podložek o podstatně nižší teplotě například 20 a 3°0 °C, což je mnohem méně nežli dřívější teploty ve výši 600 až 1 .000 °C.Protective coatings can also be applied to substrates of complex construction shapes, which has not been achieved by known methods such as reduced pressure vapor deposition or sputtering. Compared to the thermal decomposition process used hitherto, this method has the advantage that substrates of substantially lower temperatures, such as 20 ° C and 30 ° C, can be used, which is much less than earlier temperatures of 600 ° C. to 1000 ° C.

Výhody tohoto řešení jsou zřejmé z následujících příkladů provedení, které objasňují podstatu vynálezu, aniž by ho jakýmkoliv způsobem omezovaly.The advantages of this solution are evident from the following examples which illustrate the invention without limiting it in any way.

Příklad 1Example 1

Pracuje se v reakčním prostoru o sníženém tlaku, ve kterém se na jedné elektrodě s výhodou na horní neuzemněné anodě o průměru 8 1/2 cm umístí podložky ze skla či kovu, a asi 1 cm pod anodou se umístí druhá elektroda - katoda - o průměru 8 cm. Do reakčního prostoru se přivede směs plynů obsahující silan SiH^ a fluorid antimoničný SbF^ v objemovém poměru SiH^: SbFj rovném 2 až 30, při průtoku udržovaném soustavou čerpadel na hodnotě 1 až 100 stand.cm^/min. s výhodou na hodnotě 2 SCCM. Na katodu se přivede vysokofrekvenční energie o frekvenci 1 až 20 MHz při příkonu 0,5 W/cm . Před zapálením výboje je tlak plynů v reaktoru 10 Pa, při zapálení výboje tlak v reekčním prostoru vzroste asi na 40 Pa. Během reakce se teplota podložek udržuje na teplotě 300 °C, přičemž amorfní slitina křemík-antimon roste rychlostí asi 1,3 mikrony/hod.The reaction is carried out in a reaction chamber of reduced pressure, in which a glass or metal substrate is placed on one electrode, preferably on an upper ungrounded anode of 8 1/2 cm diameter, and about 1 cm below the anode, a second electrode - cathode - of diameter 8 cm. A gas mixture containing SiH 2 silane and antimony fluoride SbF 3 in a SiH 2: SbF 3 volume ratio of 2 to 30 is fed into the reaction space at a flow rate maintained by the pump system at 1 to 100 stand.cm 3 / min. preferably at 2 SCCM. The cathode is fed with a high frequency energy of 1 to 20 MHz at a power of 0.5 W / cm. Before the discharge ignites, the pressure of the gases in the reactor is 10 Pa; when the discharge ignites, the pressure in the reaction space rises to about 40 Pa. During the reaction, the temperature of the pads was maintained at 300 ° C, with the amorphous silicon-antimony alloy increasing at a rate of about 1.3 microns / hour.

Složení vznikající slitiny se řídí poměrem SiH^: SbF^. Po skončení práce se reakční prostor několikrát propláchne argonem a prostor znovu se vyčerpá.The composition of the resulting alloy is controlled by the SiH 2: SbF 2 ratio. After completion of the work, the reaction space is purged several times with argon and the space is depleted again.

Hodnota elektrické vodivosti slitiny při normální teplotě místnosti a za tmy se mění v rozmezí 10“11 až 10”2 ohmů-1, cm-'’ odpor slitiny je citlivý na světlo, poloha absorpční hrany se posouvá od 650 do 1.200 nanometrů, věe v závislosti na poměru SiH^ ku SbF^.The electrical conductivity of the alloy at normal room temperature and in the dark varies between 10 11 11 to 10 2 2 ohms -1 , cm - odpor the resistance of the alloy is light sensitive, the position of the absorption edge is shifted from 650 to 1,200 nanometers, depending on the ratio of SiH2 to SbF2.

Příklad 2Example 2

Pracuje se stejně jako je uvedeno v příkladu 1, avšak s tou změnou, že namísto-silanu se použije směsi (SiH^ + SiF^) při objemovém poměru SiH^: SiF^ rovném 0,01 až 10. Touto úpravou se usnadní tvorba slitiny a zvýší se účinnost dotování.The procedure is as described in Example 1, except that a mixture of (SiH4 + SiF4) is used instead of silane at a SiH2: SiF2 volume ratio of 0.01 to 10. This modification facilitates the formation of the alloy and increase the efficiency of doping.

Příklad 3Example 3

Postupuje se stejně jako v příkladu 1, avšak s tím rozdílem, že namísto silanu a fluoridu antimoničného se použije směsi methanu a fluoridu wolframového WFg. Podložky mají teplotu v rozmezí 0 až 800 °C. Vzniklá slitina obecného vzorce W C o proměnlivých .hodnotách x y x a y se vyznačuje vysokou tvrdostí a vzdorností vůči otěru.The procedure is as in Example 1, except that a mixture of methane and tungsten fluoride WFg is used instead of silane and antimony fluoride. The pads have a temperature in the range of 0 to 800 ° C. The resulting alloy of the formula WC having variable values x y x and y is characterized by high hardness and abrasion resistance.

Příklad 4Example 4

Za stejných pracovních podmínek jako je uvedeno v příkladu 1 se do reakčního prostoru přivede směs amoniaku, fluoridu niobičného NbF^ a dusíku. Vznikne supravodič NbxNy o proměnlivých hodnotách x a y.Under the same operating conditions as described in Example 1, a mixture of ammonia, niobium fluoride NbF 4 and nitrogen was introduced into the reaction space. A superconductor Nb x Ny with variable values of x and y is formed.

Příklad 5Example 5

Za stejných pracovních podmínek jako je uvedeno v příkladu 1 se do reakčního prostoru přivede směs silanu SiH^ a fluoridu niobičného NbF^. Vznikne supravodič Nb^Si.Under the same operating conditions as described in Example 1, a mixture of SiO 2 silane and NbF 4 is added to the reaction space. The superconductor Nb2 Si is formed.

PříkladěExample

Pracuje se stejně jako je uvedeno v příkladu 1 s tou změnou, že do reakčního prostoru se přivede směs fluoridu niobičného NbF^ a kyslíku. Vznikne dielektrícká vrstva NbgOj.The procedure is as described in Example 1 except that a mixture of niobium fluoride NbFb and oxygen is introduced into the reaction space. A dielectric layer of NbgOj is formed.

Claims (1)

Způsob výroby anorganické amorfní nebo polykrystalické tenké vrstvy o tloušťce 0,001 až 50 mikrometrů nebo soustavy takových vrstev působením doutnavého výboje v uzavřeném prostoru za sníženého tlaku na plynné nebo kapalné výchozí látky vyznačující se tím, že na výchozí látku obecného složení A + B, A + C nebo A + B + C, v němž symbol A představuje látku obecného vzorce 2Ym kde symbol X značí atom antimonu, molybdenu, niobu, tantalu, thalia, uranu, vanadu, vizmutu nebo wolframu a Y znamená atom fluoru nebo chloru, přičemž m je přirozené číslo celé o hodnotě v rozmezí 3 až 6, dále kde symbol B představuje látku obecného vzorce z(KnL0) v němž K značí atom arsenu, boru, dusíku, fosforu, germania, křemíku, selenu, síry, teluru nebo uhlíku, L znamená atom fluoru, chlor nebo vodík, z, n a o jsou přirozená čísla celá kde z má hodnotu v rozmezí 1 až 10, n je rovné 1 až 2 a o se rovná 1 až 4, přičemž látky obecného vzorce z(K L ) kde z má hodnotu v rozmezí 2 až 10 se od sebe liší chemickým složením, dále kde symbol C značí argon, dusík, kyslík, neon, vodík nebo směs dvou až pěti těchto látek, se za tlaku 10“® až 500 Pa působí doutnavým výbojem o frekvenci v rozmezí 0 až 1θ’° Hz.A process for producing an inorganic amorphous or polycrystalline thin film of 0.001 to 50 microns thickness or an array of such layers by gaseous discharge in a confined space under reduced pressure on gaseous or liquid starting materials, characterized in that the starting material of general formula A + B, A + C or A + B + C, wherein A is 2Y m wherein X is antimony, molybdenum, niobium, tantalum, thallium, uranium, vanadium, bismuth or tungsten, and Y is fluorine or chlorine, wherein m is a natural integer ranging from 3 to 6, wherein B represents a compound of the general formula z (K n L 0 ) in which K denotes arsenic, boron, nitrogen, phosphorus, germanium, silicon, selenium, sulfur, tellurium or carbon , L is fluorine, chlorine or hydrogen, z, na are natural integers wherein z has a value in the range of 1 to 10, n is equal to 1 and 2 and is equal to 1 and 4, of the general formula z (KL) where z has a value in the range of 2 to 10 differing in chemical composition, further wherein the symbol C denotes argon, nitrogen, oxygen, neon, hydrogen or a mixture of two to five of these, up to 500 Pa causes a glow discharge with a frequency in the range of 0 to 1θ ° ° Hz.
CS451681A 1981-06-17 1981-06-17 Method of making the anorganic amorphous or polycrystallic thin layer CS217241B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS451681A CS217241B1 (en) 1981-06-17 1981-06-17 Method of making the anorganic amorphous or polycrystallic thin layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS451681A CS217241B1 (en) 1981-06-17 1981-06-17 Method of making the anorganic amorphous or polycrystallic thin layer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS217241B1 true CS217241B1 (en) 1982-12-31

Family

ID=5388056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS451681A CS217241B1 (en) 1981-06-17 1981-06-17 Method of making the anorganic amorphous or polycrystallic thin layer

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS217241B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4402762A (en) Method of making highly stable modified amorphous silicon and germanium films
US4663183A (en) Glow discharge method of applying a carbon coating onto a substrate
US4564533A (en) Method for depositing silicon carbide non-single crystal semiconductor films
US4720395A (en) Low temperature silicon nitride CVD process
US6518087B1 (en) Method for manufacturing solar battery
DE3644652C2 (en) Method of manufacturing an electronic device with a multi-layer structure
SE457125B (en) PHOTOCELLSON AND MADE TO MANUFACTURE IT
US4770940A (en) Glow discharge method of applying a carbon coating onto a substrate and coating applied thereby
IE811099L (en) Making a photovoltaic panel
JPS5939381B2 (en) Method of forming transparent conductive film
EP0230788A1 (en) Method for preparation of multi-layer structure film
DE69318350T2 (en) Process for the production of amorphous hydrogenated silicone films
KR910000509B1 (en) Method for Photochemical Deposition of Oxide Layers at Enhanced Deposition Rates
KR840002468B1 (en) Process for producing a layer containing silicon
RU2258764C1 (en) Method and a device for settling at least partially of a crystalline silicon layer on a subtrate
Grow et al. Low pressure chemical vapor deposition of silicon carbide from ditertiarybutylsilane
CS217241B1 (en) Method of making the anorganic amorphous or polycrystallic thin layer
US5221643A (en) Method for producing polycrystalline semiconductor material by plasma-induced vapor phase deposition using activated hydrogen
US5358755A (en) Amorphous hydrogenated silicon-carbon alloys and solar cells and other semiconductor devices produced therefrom
Mathur et al. Vapor deposition of parylene-F using hydrogen as carrier gas
US4689645A (en) Current control device
US3194701A (en) Method for forming p-n junctions on semiconductors
JP2853125B2 (en) Method for producing transparent conductive film
JPH0267719A (en) Formation of silicon carbide crystallite thin film
Levy et al. Growth kinetics and properties of dielectric films synthesized by low pressure chemical vapor deposition from diethylsilane