CS219142B1 - Process for producing inorganic amorphous or polycrystalline layers - Google Patents

Process for producing inorganic amorphous or polycrystalline layers Download PDF

Info

Publication number
CS219142B1
CS219142B1 CS873381A CS873381A CS219142B1 CS 219142 B1 CS219142 B1 CS 219142B1 CS 873381 A CS873381 A CS 873381A CS 873381 A CS873381 A CS 873381A CS 219142 B1 CS219142 B1 CS 219142B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
layers
range
sputtering
inorganic amorphous
producing inorganic
Prior art date
Application number
CS873381A
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 CS873381A priority Critical patent/CS219142B1/en
Publication of CS219142B1 publication Critical patent/CS219142B1/en

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

Vynález se týká výroby tenkých anorganických vrstev. Vynález řeší způsob výroby anorganických amorfních nebo polykrystalických tenkých vrstev nebo soustavy takových vrstev. Podstaty vynálezu·: způsob výroby anorganických amorfních nebo polykrystalíckých vrstev o tloušťce v rozmezí 0,001 až 500 mikrometrů, nebo· soustavy takových vrstev, naparováním nebo naprašováním kovů, křemíku, jejich slitin nebo· sloučenin za absolutního tlaku v rozmezí 0,01 až 100 Pa, naparováním nebo naprašováním v plynném prostředí látky obecného vzorce XYm, kde symbol X značí atom antimonu, arsenu, dusíku, molybdenu, niobu, síry, selenu, tantalu, thalia, teluru, uranu, vanadu, vizmutu nebo wolframu, Y představuje atom halogenu a m jest číslo celé v hodnotě 1 až 6, a jejíž parciální tlak je v rozmezí 0,01 až 50 Pa.The invention relates to the production of thin inorganic layers. The invention solves a method of producing inorganic amorphous or polycrystalline thin layers or a system of such layers. The essence of the invention: a method of producing inorganic amorphous or polycrystalline layers with a thickness in the range of 0.001 to 500 micrometers, or a system of such layers, by vaporizing or sputtering metals, silicon, their alloys or compounds under an absolute pressure in the range of 0.01 to 100 Pa, by vaporizing or sputtering in a gaseous environment a substance of the general formula XYm, where the symbol X denotes an atom of antimony, arsenic, nitrogen, molybdenum, niobium, sulfur, selenium, tantalum, thallium, tellurium, uranium, vanadium, bismuth or tungsten, Y represents a halogen atom and m is an integer with a value of 1 to 6, and whose partial pressure is in the range of 0.01 to 50 Pa.

Description

Vynález se týká způsobu výroby anorganických amorfních nebo póly krystalických tenkých vrstev nebo soustav takových vrstev.The invention relates to a process for the production of inorganic amorphous or poly-crystalline thin films or systems of such films.

V současné světové technice se při výrobě tenkých anorganických -vrstev používá různých postupů, jako například naparování pevných látek za sníženého tlaku obvykle nižšího než 0,01 Pa, dále naprašování pevných látek ionty inertních plynů jako jsou argon, helium za tlaku obvykle 0,1 až 10 Pa a také naprašování za přídavné reaktivní atmosféry, například silanu či metanu aj. Nitridy a kysličníky se obvykle připravují též reaktivním naprašováním, nebo reaktivním naparováním v atmosféře např. kyslíku, dusíku nebo čpavku [International Conference on Metallurgical Coatings, San Diego 1980, Thin solid Films 72 (1980] 873]. Dále se často užívá teplotního rozkladu plynných sloučenin či nanášení vrstev v doutnavém výboji plasmy. Amorfní křemík s proměnnou elektrickou vodivostí lze připravit naprašováním křemíku v atmosféře sestávající z argonu s příměsí fluoridu křemičitého SiF4 a fluoridu boritého BFs nebo/a fluoridu fosforečného PFs [H. Matsamura a další: J. Appl. Phys. 51 (1981) 291].In the present world technology, various processes are used in the production of thin inorganic layers, such as vapor deposition of solids under a reduced pressure of usually less than 0.01 Pa, sputtering of solids with inert gas ions such as argon, helium at a pressure of usually 0.1 to 10 Pa and also sputtering under additional reactive atmospheres such as silane or methane etc. Nitrides and oxides are usually also prepared by reactive sputtering or reactive vapor deposition in an atmosphere such as oxygen, nitrogen or ammonia [International Conference on Metallurgical Coatings, San Diego 1980, Thin] solid Films 72 (1980) 873] Amorphous silicon with variable electrical conductivity can be prepared by sputtering of silicon in an atmosphere consisting of argon with SiF4 and boron fluoride Some BFs and / or phosphorus fluoride PFs [H. Matsamura et al., J. Appl. Phys. 51 (1981) 291].

Dále jo žílám 'způsob výroby amorfní nebo polykrystalické tenké vrstvy, při kterém se na plynnou směs fluoridu nebo chloridu kovu čtvrté, páté nebo šesté skupiny periodické soustavy s orgonem, dusíkem, kyslíkem, neonem nebo vodíkem, nebo/a s fluoridem, chloridem nebo hydridem vhodných látek působí při tlaku 10“6 áž 500 Pa doutnavým výbojem o frekvenci v rozmezí 0 až 1010 Hz. Tento výrobní postup je však v některých směrech omezen, neboť pomocí doutnavého výboje není možno nanést vrstvu ze všech vhodných směsí plynů, a některé vlastnosti vrstev, jako množství zabudovaného vodíku při rozkladu silanu při dané teplotě podložky je možno jen nesnadno ovlivňovat.Further, there is a method for producing an amorphous or polycrystalline thin layer, wherein a gaseous mixture of fluoride or metal chloride of the fourth, fifth or sixth group of the Periodic Table with an orgone, nitrogen, oxygen, neon or hydrogen, and / or fluoride, chloride or hydride is suitable. At a pressure of 10 6 6 to 500 Pa, a glow discharge with a frequency ranging from 0 to 10 10 Hz is applied. However, this manufacturing process is limited in some respects, since it is not possible to apply a layer of all suitable gas mixtures by means of a glow discharge, and some layer properties such as the amount of hydrogen incorporated during silane decomposition at a given substrate temperature are difficult to influence.

Další poznatky ukázaly, že je účelné a potřebné vyřešit nový technologický postup využívající výhodných vlastností fluoridů a chloridů některých kovů, prostý výše uvedených omezení.Further findings have shown that it is expedient and necessary to solve a new technological process which exploits the advantageous properties of fluorides and chlorides of certain metals, free of the above limitations.

Uvedený cíl byl dosažen tímto vynálezem, jehož předmětem je způsob výroby anorganických amorfních nebo polykrystalických vrstev o tloušťce v rozmezí 0,001 až 50 mikrometrů nebo soustavy takových vrstev, napařováním nebo naprašováním kovů, jejich slitin nebo jiných látek za absolutníiho tlaku v rozmezí 0,01 až 100 Pa. Podstatou vynálezu je pracovní postup, při kterém se naparování nebo naprašování provádí v plynném prostředí látky obecného vzorce XYm, v níž symbol X značí atom antimonu, arsenu, dusíku, molybdenu, niobu, síry, selénu, tantalu, thalia, teluru, uranu, vanadu, vizmutu nebo wolframu, Y znamená atom halogenu a m jest číslo celé o hodnotě 1 až 6, a jejíž parciální tlak je v rozmezí 0,01 až 50 Pa.This object is achieved by the present invention, which relates to a process for producing inorganic amorphous or polycrystalline layers having a thickness in the range of 0.001 to 50 microns or a system of such layers, by vapor deposition or sputtering of metals, their alloys or other substances at an absolute pressure of 0.01 to 100 Bye. The present invention relates to a process in which the vapor deposition or sputtering is carried out in a gaseous medium of the formula XY m , wherein X is an antimony, arsenic, nitrogen, molybdenum, niobium, sulfur, selenium, tantalum, thallium, tellurium, uranium, vanadium, bismuth or tungsten, Y represents a halogen atom and is an integer of 1 to 6, and whose partial pressure is in the range of 0.01 to 50 Pa.

Vynález je založen na poznatku, že v porovnání se současným stavem světové techniky jsou látky obecného vzorce XYm podle tohoto vynálezu bezpečnější, z pracovního hlediska i výhodnější a z hlediska fyzikálních vlastností vrstev mají lepší účinek. Podle zvolených pracovních podmínek mohou být při přiměřené spotřebě elektrické energie podle libosti napařeny nebo naprášeny bud amorfní, nebo polykrystalické vrstvy o tloušťce v rozmezí 0,001 až 50 mikrometrů.The invention is based on the discovery that the compounds of formula XY m according to the invention are safer, more economical and advantageous compared to the state of the art, and have a better effect in terms of the physical properties of the layers. Depending on the operating conditions chosen, either amorphous or polycrystalline layers with a thickness in the range of 0.001 to 50 microns can be vaporized or sputtered with a reasonable consumption of electricity.

Výhody tohoto řešení jsou zřejmé z následujícího příkladu provedení, který objasňuje podstatu vynálezu, aniž by ho jakýmkoliv způsobem omezoval.The advantages of this solution are apparent from the following exemplary embodiment, which illustrates the nature of the invention without limiting it in any way.

PříkladExample

V diodovém vysokofrekvenčním naprašovacím systému s elektrodami o průměru 8 centimetrů vzdálenými od sebe 10 cm, se z terče čistého křemíku naprašuje fluorizovaný amorfní křemík, popřípadě slitina křemíku s antimonem, pomocí směsi argonu s přísadou fluoridu křemičitého a fluoridu antimonitého, při absolutním tlaku 0,1 až 10 Pa a při výkonu 10 až 1000 W, a to na podložku ze skla, keramiky, kovu nebo plastické hmoty, která má teplotu v rozmezí 18 až 500 °C. Směs argonu s fluoridem křemičitým a fluoridem antimonitým obsahuje 50 až 99,99 % hmotnostních argonu a fluoridu křemičitého. Tímto postupem vznikne amorfní látka, která je teplotně stálá až do hranice přibližně 600 °C, a jejíž elektrickou vodivost je možno měnit v rozmezí několika řádů; při tom se zvýšeným růstem koncentrace fluoridu antimoničného je možno polohu absorpční hrany posunout k větším vlnovým délkám.In a diode high-frequency sputtering system with electrodes 8 centimeters apart 10 cm apart, a fluorinated amorphous silicon or a silicon-antimony alloy is sputtered from a pure silicon target using an argon-silica-antimony fluoride admixture at an absolute pressure of 0.1 up to 10 Pa and at an output of 10 to 1000 W on a glass, ceramic, metal or plastic substrate having a temperature in the range of 18 to 500 ° C. The mixture of argon with silica fluoride and antimony fluoride contains 50 to 99.99% by weight of argon and silica fluoride. This produces an amorphous substance which is thermally stable up to about 600 ° C and whose electrical conductivity can be varied within several orders of magnitude; in this case, as the concentration of antimony fluoride increases, the position of the absorption edge can be shifted to greater wavelengths.

Claims (1)

Způsob výroby anorganických amorfních nebo polykrystalických vrstev o tloušťce v rozmezí 0,001 až 500 mikrometrů nebo soustavy takových vrstev, napařováním nebo naprašováním kovů, křemíku, jejich slitin nebo sloučenin za absolutního^ tlaku v rozmezí 0,01 až 100 Pa, vyznačený tím, že naparování nebo naprašování se provádí v plynném prostředí látky obecného vzorce XYm, v níž symbol X znáči atom antimonu, arsenu, dusíku, molybdenu, niobu, síry, selenu, itantalu, thalia, teluru, uranu, vanadu, vizmutu nebo wolframu, Y představuje atom halogenu a m jest číslo celé Oí hodnotě 1 až 6, a jejíž parciální tlak je v rozmezí 0,01 až 50 Pa.A process for the production of inorganic amorphous or polycrystalline layers having a thickness in the range of 0.001 to 500 microns or a set of such layers, by vapor deposition or sputtering of metals, silicon, their alloys or compounds under an absolute pressure of 0.01 to 100 Pa. sputtering is carried out in a gaseous medium of the formula XY m in which X represents antimony, arsenic, nitrogen, molybdenum, niobium, sulfur, selenium, itantal, thallium, tellurium, uranium, vanadium, bismuth or tungsten, Y is halogen and m is an integer value of 1 to 6, and whose partial pressure is in the range of 0.01 to 50 Pa.
CS873381A 1981-11-26 1981-11-26 Process for producing inorganic amorphous or polycrystalline layers CS219142B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS873381A CS219142B1 (en) 1981-11-26 1981-11-26 Process for producing inorganic amorphous or polycrystalline layers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS873381A CS219142B1 (en) 1981-11-26 1981-11-26 Process for producing inorganic amorphous or polycrystalline layers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS219142B1 true CS219142B1 (en) 1983-02-25

Family

ID=5438308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS873381A CS219142B1 (en) 1981-11-26 1981-11-26 Process for producing inorganic amorphous or polycrystalline layers

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS219142B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4927670A (en) Chemical vapor deposition of mixed metal oxide coatings
US5149596A (en) Vapor deposition of thin films
Eckertova Physics of thin films
Kolb et al. Analysis of silicon nanowires grown by combining SiO evaporation with the VLS mechanism
US3485666A (en) Method of forming a silicon nitride coating
Knotek et al. On spinodal decomposition in magnetron-sputtered (Ti, Zr) nitride and carbide thin films
Hotový et al. Characterization of NiO thin films deposited by reactive sputtering
Nwanna et al. Fabrication and synthesis of SnOX thin films: a review
US5380595A (en) Carbon cluster film having electrical conductivity and method of preparing the same
Besmann et al. Chemical vapor deposition techniques
Majumdar et al. Relationship between pack chemistry and growth of silicide coatings on Mo–TZM alloy
JPH03197640A (en) High purity tantalum material and its production and tantalum target using the same
Nandakumar et al. Low temperature chemical vapor deposition of nanocrystalline V2O5 thin films
EP0463266B1 (en) Method of forming refractory metal free standing shapes
Allendorf From Bunsen to VLSI
Bormann et al. Determination of the free energy of equilibrium and metastable phases in the Cu Zr system
US2831784A (en) Gastinger
CS219142B1 (en) Process for producing inorganic amorphous or polycrystalline layers
Dasgupta et al. Plasma assisted metal-organic chemical vapor deposition of hard chromium nitride thin film coatings using chromium (III) acetylacetonate as the precursor
Yoon et al. Effect of Cl/H input ratio on the growth rate of MoSi2 coatings formed by chemical vapor deposition of Si on Mo substrates from SiCl4–H2 precursor gases
Suzuki Tungsten-carbon x-ray multilayered mirror prepared by photo-chemical vapor deposition
Kunti et al. A comparative study on structural growth of copper oxide deposited by dc-ms and hipims
Gesheva et al. Deposition and study of CVD-tantalum carbide thin films
Dugdale Soft vacuum vapour deposition
RU2005103C1 (en) Method of making of films based on chalcogenide glass-like semiconductors