DE102008060924A1 - Method for depositing a layer on a substrate, comprises producing flame from a process gas, supplying two fluid or gaseous precursor materials to the process gas and/or the flame and then subjected to reaction - Google Patents

Method for depositing a layer on a substrate, comprises producing flame from a process gas, supplying two fluid or gaseous precursor materials to the process gas and/or the flame and then subjected to reaction Download PDF

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Abstract

The method comprises producing flame from a process gas (A), supplying two fluid or gaseous precursor materials to the process gas and/or the flame and then subjected to reaction. A reaction product of the precursor materials is deposited on a surface of a substrate (2) and/or on a layer arranged on the surface as multi-component layer (M) in a coating process. The multicomponent layer is deposited with a layer thickness of 1-100 nm, where three coating processes are carried out. A multicomponent layer system is deposited with a total layer thickness of 200 nm. The method comprises producing flame from a process gas (A), supplying two fluid or gaseous precursor materials to the process gas and/or the flame and then subjected to reaction. A reaction product of the precursor materials is deposited on a surface of a substrate (2) and/or on a layer arranged on the surface as multi-component layer (M) in a coating process. The multicomponent layer is deposited with a layer thickness of 1-100 nm, where three coating processes are carried out. A multicomponent layer system is deposited with a total layer thickness of 200 nm. The substrate is glass, plastic, metal, wood, textile, natural material, ceramics, stone or hybrid material of two of prementioned substances. The precursor materials are mixed with one another before they are supplied to the process gas or the flame. The precursor materials are supplied separately to the process gas or the flame in a multichamber burner (1). In the coating process, the multichamber burner is moved relative to the surface of the substrate and the layers are deposited directly one after the other from the flames directly adjoining to one another. The layers permeate one another for forming a multicomponent layer. The multicomponent layer is deposited in the form of a doped layer in which a portion of one of the components is greater than the other portion of the component. The process is carried out at atmospheric pressure. The precursor is transferred in gaseous condition before supplying to the process gas or the flame. A gas or aerosol is used as process gas. A throughput of the process gas and/or the precursor is controlled and/or regulated and a ratio of the portion of precursor materials is controlled and/or regulated. The deposition takes place directly in the connection at manufacturing process of the substrate in which the substrate is formed under heat supply. The multicomponent layer or the multicomponent layer system is deposited with a roughness of 1-100 nm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung einer Schicht auf einem Substrat, bei dem aus mindestens einem Arbeitsgas mindestens eine Flamme erzeugt wird.The The invention relates to a method for depositing a layer a substrate in which at least one working gas is at least a flame is generated.

Beschichtungsverfahren, bei denen in eine Flamme metallische und/oder metallorganische Verbindungen (auch Precursoren genannt) eingebracht, durch Verbrennungsprozesse zersetzt und auf einer Oberfläche abgeschieden werden, sind als Flammenpyrolyseverfahren oder Combustion-CVD-Verfahren bekannt (CVD – chemical vapor deposition). In der DE 10 2006 029 617 A1 werden auf diese Weise heiße Glasoberflächen beschichtet.Coating processes in which metallic and / or organometallic compounds (also called precursors) are introduced into a flame, decomposed by combustion processes and deposited on a surface are known as flame pyrolysis or combustion CVD (CVD) processes. In the DE 10 2006 029 617 A1 are coated in this way hot glass surfaces.

Eine Anwendung solcher Beschichtungsverfahren ist beispielsweise die Erzeugung photokatalytischer Schichten durch Abscheiden von Titanoxid auf einem Glassubstrat. Hierbei besteht jedoch das Problem schlechter Haftung der Schicht auf dem Glassubstrat.A Application of such coating methods is, for example, the Generation of photocatalytic layers by deposition of titanium oxide a glass substrate. However, the problem is worse Adhesion of the layer on the glass substrate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zur Abscheidung einer Schicht auf einem Substrat anzugeben.Of the Invention is based on the object, an improved method for depositing a layer on a substrate.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The The object is achieved by a method having the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Abscheidung einer Schicht auf einem Substrat wird aus mindestens einem Arbeitsgas mindestens eine Flamme erzeugt. Es werden mindestens zwei Precursormaterialien dem Arbeitsgas/den Arbeitsgasen und/oder der Flamme/den Flammen zugeführt und zur Reaktion ge bracht. In mindestens einem Beschichtungsdurchgang wird mindestens je ein Reaktionsprodukt jedes der Precursormaterialien auf einer Oberfläche des Substrats und/oder auf mindestens einer auf der Oberfläche angeordneten Schicht als Mehrkomponentenschicht abgeschieden, das heißt in jedem Beschichtungsvorgang entsteht eine Mehrkomponentenschicht praktisch in einem Schritt, insbesondere eine nanoskalige Mehrkomponentenschicht.at a method according to the invention for the deposition a layer on a substrate is made up of at least one working gas generates at least one flame. There are at least two precursor materials the working gas (s) and / or the flame (s) fed and brought to the reaction ge. In at least one Coating run will be at least one reaction product each the precursor materials on a surface of the substrate and / or on at least one arranged on the surface Layer deposited as a multi-component layer, that is in Each coating process creates a multi-component layer practically in one step, in particular a nanoscale multi-component layer.

Vorzugsweise sind mindestens zwei der Elemente Silizium, Titan, Silber, Wolfram, Phosphor, Aluminium, Magnesium, Calcium, Zirconium, Lanthan, Vanadium, Niob, Chrom, Molybdän, Kobalt, Kupfer, Gold und Bor in den Precursormaterialien enthalten.Preferably At least two of the elements silicon, titanium, silver, tungsten, Phosphorus, aluminum, magnesium, calcium, zirconium, lanthanum, vanadium, Niobium, chromium, molybdenum, cobalt, copper, gold and boron in contain the precursor materials.

Bevorzugt wird in jedem der Beschichtungsdurchgänge eine Mehrkomponentenschicht mit einer Schichtdicke zwischen 1 nm und 100 nm, insbesondere zwischen 1 nm und 10 nm abgeschieden.Prefers In each of the coating passes, a multi-component layer becomes with a layer thickness between 1 nm and 100 nm, in particular between 1 nm and 10 nm deposited.

Werden mehrere Beschichtungsdurchgänge durchgeführt, so entsteht dabei vorzugsweise ein Mehrkomponentenschichtsystem mit einer Gesamtschichtdicke bis 200 nm.Become carried out several coating passes, This is preferably a multicomponent layer system with a total layer thickness up to 200 nm.

Zu beschichtende Substrate können insbesondere Glas, ein Kunststoff, ein Metall, Holz, eine Textilie, ein Naturstoff (Leder, etc.), Keramik, Stein oder ein Hybridmaterial aus mindestens zwei der vorgenannten Substanzen sein.To Coating substrates may in particular be glass, a plastic, a metal, wood, a textile, a natural material (leather, etc.), ceramics, Stone or a hybrid material of at least two of the aforementioned Be substances.

In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Precursormaterialien miteinander gemischt, bevor sie gemeinsam einem Arbeitsgas oder einer Flamme zugeführt werden.In An embodiment of the invention is the precursor materials mixed together before sharing a working gas or be supplied to a flame.

In einer weiteren Ausführungsform werden die Precursormaterialien separat je einem Arbeitsgas oder je einer Flamme in einem Mehrkammerbrenner zugeführt. werden, wobei in einem Beschichtungsdurchgang, in dem der Mehrkammerbrenner relativ zur Oberfläche des Substrats bewegt wird, unmittelbar nacheinander jeweils eine Schicht von jeder der einander unmittelbar benachbarten Flammen abgeschieden wird, wobei die Schichten einander zur Bildung einer Mehrkomponentenschicht durchdringen. Dabei können den Kammern des Mehrkammerbrenners gleiche oder unterschiedliche Precursormaterialien zugeführt werden.In In another embodiment, the precursor materials each separately supplied to a working gas or a flame in a multi-chamber burner. be in a coating passage in which the multi-chamber burner is moved relative to the surface of the substrate, immediately successively one layer of each of each other directly adjacent flames is deposited, the layers each other penetrate to form a multi-component layer. It can the chambers of the multi-chamber burner same or different Precursor materials are supplied.

Mit dem Verfahren kann eine Mehrkomponentenschicht, umfassend mindestens ein Siliziumoxid (SiOx) und mindestens ein Titanoxid (TiO2) abgeschieden werden. Auf diese Weise ist eine photokatalytisch aktive Beschichtung realisierbar, die durch das enthaltene Siliziumoxid besonders gut am Substrat haftet, insbesondere, wenn es sich um ein Glassubstrat handelt.With the method, a multi-component layer comprising at least one silicon oxide (SiO x ) and at least one titanium oxide (TiO 2 ) can be deposited. In this way, a photocatalytically active coating can be realized, which adheres particularly well to the substrate by the silicon oxide contained, in particular, if it is a glass substrate.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine Mehrkomponentenschicht abgeschieden, die mindestens ein Siliziumoxid, mindestens ein Titanoxid und Silber umfasst. Eine solche Schicht weist eine photokatalytische und bakterizide Wirkung auf.In Another embodiment of the method becomes a Multi-component layer deposited, the at least one silicon oxide, at least one titanium oxide and silver. Such a layer has a photocatalytic and bactericidal action.

Eine weitere mögliche Mehrkomponentenschicht umfasst mindestens ein Siliziumoxid und mindestens ein Wolframoxid. Diese Schicht ist zum einen besonders haftfest und zum anderen elektrisch leitfähig.A Another possible multicomponent layer comprises at least a silicon oxide and at least one tungsten oxide. This layer is on the one hand particularly adherent and on the other electrically conductive.

In einer anderen Ausführungsform umfasst die Mehrkomponentenschicht mindestens ein Wolframoxid und Silber. Eine derartige Schicht weist eine besonders hohe elektrische Leitfähigkeit auf.In In another embodiment, the multi-component layer comprises at least one tungsten oxide and silver. Such a layer has a particularly high electrical conductivity.

Eine weitere mögliche Mehrkomponentenschicht, umfassend mindestens ein Siliziumoxid und Aluminiumoxid, bietet einen guten Korrosionsschutz.A another possible multi-component layer comprising at least a silica and alumina, provides good corrosion protection.

Unter Mehrkomponentenschichten sollen alle Schichten verstanden werden, die Reaktionsprodukte mindestens zweier verschiedener Precursormaterialien enthalten. Die Precursormaterialien und Reaktionsprodukte können dabei in Anteilen etwa gleicher Größenordnung vorliegen. Ebenso kann die Mehrkomponentenschicht jedoch auch in Form einer dotierten Schicht abgeschieden werden, in der ein Anteil einer der Komponenten sehr viel größer ist als der einer anderen der Komponenten.Under Multi-component layers should be understood all layers, the reaction products of at least two different precursor materials contain. The precursor materials and reaction products can in shares of approximately the same order of magnitude available. Likewise, however, the multicomponent layer can also be used in Form of a doped layer are deposited, in which a proportion one of the components is much larger than that another of the components.

Das Verfahren wird bevorzugt bei Atmosphärendruck durchgeführt, wodurch auf besonders vorteilhafte Weise ein zeitaufwändiger Prozessschritt des Evakuierens einer Prozesskammer sowie Apparaturen zur Vakuumerzeugung, wie Vakuumpumpen und Prozesskammer, eingespart wird. Dadurch lässt sich das Verfahren ohne großen Aufwand in eine Prozesskette integrieren, die eine Herstellung und Vergütung des Substrats beinhaltet.The Method is preferably carried out at atmospheric pressure, thereby, in a particularly advantageous manner, a time-consuming Process step of evacuating a process chamber and equipment for vacuum generation, such as vacuum pumps and process chamber, saved becomes. This allows the process without major Integrate effort into a process chain, a manufacturing and Compensation of the substrate includes.

Die Precursormaterialien können flüssig und/oder gasförmig vorliegen. Bei Verwendung eines flüssigen Precursors wird dieser vorzugsweise vor dem Einleiten in das Arbeitsgas oder die Flamme in den gasförmigen Zustand überführt.The Precursor materials can be liquid and / or gaseous available. When using a liquid precursor is this preferably before being introduced into the working gas or the Flame transferred to the gaseous state.

Als Arbeitsgas kann ein Gas oder Aerosol, vorzugsweise Sauerstoff, Stickstoff, Edelgase, Wasserstoff, Kohlendioxid, gasförmige Kohlenwasserstoffe oder ein Gemisch wenigstens zweier der vorgenannten Gase verwendet werden, besonders bevorzugt kann Luft verwendet werden.When Working gas may be a gas or aerosol, preferably oxygen, nitrogen, Noble gases, hydrogen, carbon dioxide, gaseous hydrocarbons or a mixture of at least two of the aforementioned gases be particularly preferably used air.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Durchsatz des Arbeitsgases und/oder des Precursors gesteuert und/oder geregelt wird.A advantageous embodiment of the invention provides that a throughput the working gas and / or the precursor is controlled and / or regulated.

Ebenso kann ein Verhältnis der Anteile der Precursormaterialien gesteuert und/oder geregelt werden, um Eigenschaften der abgeschiedenen Mehrkomponentenschicht gezielt zu beeinflussen.As well may be a ratio of the proportions of the precursor materials controlled and / or regulated to properties of the deposited multi-component layer to influence specifically.

Die Abscheidung kann direkt im Anschluss an einen Herstellungsprozess des Substrats, bei dem das Substrat unter Hitzezufuhr gebildet wurde, stattfinden. Dadurch kann ein Aktivierungsschritt eingespart werden. Alternativ kann vor dem Abscheiden ein Aktivierungsprozess durchgeführt werden, bei dem die Flamme ohne Zufuhr eines Precursormaterials über das Substrat geführt wird.The Deposition can be done directly following a manufacturing process of the substrate in which the substrate was formed under heat supply, take place. As a result, an activation step can be saved. alternative can perform an activation process before depositing in which the flame over without supply of a Precursormaterials over the substrate is guided.

Vorzugsweise wird die Mehrkomponentenschicht oder das Mehrkomponentenschichtsystem mit einer Rauhigkeit von 1 nm bis 100 nm abgeschieden.Preferably is the multi-component layer or the multi-component layer system with a roughness of 1 nm to 100 nm deposited.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.embodiments The invention will be described below with reference to a drawing explained.

Darin zeigen:In this demonstrate:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Beschichtung eines Substrats 1 a schematic representation of an apparatus for coating a substrate

1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Mehrkammerbrenner 1 zur Beschichtung eines Substrats 2. Der Mehrkammerbrenner 1 weist zwei Kammern 3.1, 3.2 auf, denen ein Arbeitsgas A zugeführt wird. Dem Arbeitsgas A wird in den Kammern 3.1, 3.2 jeweils ein Presursormaterial P1, P2 zugemischt. Die beiden Precursormaterialien P1, P2 sind voneinander verschieden. Aus dem Arbeitsgas A mit dem Precursormaterial P1, P2 wird je eine Flamme F1, F2 erzeugt, in der die Precursormaterialien P1, P2 zur Reaktion gebracht werden und mit der eine Oberfläche des Substrats 2 überstrichen wird. Hierzu wird das Substrat 2 relativ zum Mehrkammerbrenner 1 in der Richtung R bewegt. Dabei wird durch die einander unmittelbar benachbarten Flammen F1, F2 jeweils eine Schicht S1, S2 als Teile einer Mehrkomponentenschicht M abgeschieden. Durch die Abscheidung von Reaktionsprodukten beider Precursormaterialien P1, P2 in den jeweiligen Schichten S1, S2 unmittelbar nacheinander durchdringen die beiden Schichten S1, S2 einander so, dass die Mehrkomponentenschicht M entsteht, das heißt die Schichten S1 und S2 sind nicht klar gegeneinander abgegrenzt. 1 shows a schematic sectional view of a multi-chamber burner 1 for coating a substrate 2 , The multi-chamber burner 1 has two chambers 3.1 . 3.2 on which a working gas A is supplied. The working gas A is in the chambers 3.1 . 3.2 in each case a Presurenormaterial P1, P2 added. The two precursor materials P1, P2 are different from each other. From the working gas A with the precursor material P1, P2, a respective flame F1, F2 is generated, in which the precursor materials P1, P2 are reacted and with which a surface of the substrate 2 is swept over. This is the substrate 2 relative to the multi-chamber burner 1 in the direction of R moves. In each case, a layer S1, S2 is deposited as parts of a multi-component layer M by the flames F1, F2 immediately adjacent to one another. As a result of the deposition of reaction products of both precursor materials P1, P2 in the respective layers S1, S2 directly one after the other, the two layers S1, S2 interpenetrate one another so that the multicomponent layer M is formed, that is, the layers S1 and S2 are not clearly delimited from one another.

Es können mehrere verschiedene Arbeitsgase A vorgesehen sein. Ebenso können mehr als zwei Precursormaterialien P1 bis Pn vorgesehen sein, die in getrennten Flammen F1 bis Fn oder gemeinsam umgesetzt werden, wobei eine entsprechende Anzahl einander durchdringender Schichten S1 bis Sn zur Bildung der Mehrkomponentenschicht entsteht.It several different working gases A can be provided. Likewise, more than two precursor materials P1 to Pn be provided, which are implemented in separate flames F1 to Fn or together with a corresponding number interpenetrating Layers S1 to Sn are formed to form the multi-component layer.

Den Kammern 3.1, 3.2 des Mehrkammerbrenners 1 können gleiche oder unterschiedliche Precursormaterialien P1, P2 zugeführt werden. In jedem Fall sind jedoch mindestens zwei verschiedene Presursormaterialien P1, P2 beteiligt.The chambers 3.1 . 3.2 of the multi-chamber burner 1 the same or different precursor materials P1, P2 can be supplied. In any case, however, at least two different presure materials P1, P2 are involved.

Die Beschichtung kann auf dem Substrat 2 selbst oder auf einer bereits auf dem Substrat 2 vorhandenen Schicht erfolgen.The coating can be on the substrate 2 yourself or on one already on the substrate 2 existing layer.

Es können mehrere Beschichtungsdurchgänge vorgesehen sein, in denen jeweils eine Mehrkomponentenschicht M zur Bildung eines Mehrkomponentenschichtsystems abgeschieden wird.It can provide multiple coating passes be, in each of which a multi-component layer M for the formation a multi-component layer system is deposited.

Die Mehrkomponentenschicht M ist insbesondere eine nanoskalige Schicht, beispielsweise mit einer Schichtdicke zwischen 1 nm und 100 nm, insbesondere 1 nm bis 10 nm.The multi-component layer M is esp in particular a nanoscale layer, for example with a layer thickness between 1 nm and 100 nm, in particular 1 nm to 10 nm.

Werden mehrere Beschichtungsdurchgänge durchgeführt, so entsteht dabei vorzugsweise ein Mehrkomponentenschichtsystem mit einer Gesamtschichtdicke bis 200 nm.Become carried out several coating passes, This is preferably a multicomponent layer system with a total layer thickness up to 200 nm.

Die Precursormaterialien P1, P2 enthalten vorzugsweise mindestens zwei der Elemente Silizium, Titan, Silber, Wolfram, Phosphor, Aluminium, Magnesium, Calcium, Zirconium, Lanthan, Vanadium, Niob, Chrom, Molybdän, Kobalt, Kupfer, Gold und Bor.The Precursor materials P1, P2 preferably contain at least two of the elements silicon, titanium, silver, tungsten, phosphorus, aluminum, magnesium, Calcium, zirconium, lanthanum, vanadium, niobium, chromium, molybdenum, Cobalt, copper, gold and boron.

Als zu beschichtende Substrate 2 kommen insbesondere Glas, ein Kunststoff, ein Metall, Holz, eine Textilie, ein Naturstoff (Leder, etc.), Keramik, Stein oder ein Hybridmaterial aus mindestens zwei der vorgenannten Substanzen in Frage.As to be coated substrates 2 In particular glass, a plastic, a metal, wood, a textile, a natural material (leather, etc.), ceramic, stone or a hybrid material of at least two of the aforementioned substances in question.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist ein Brenner mit einer Kammer vorgesehen, in der die Precursormaterialien P1 bis Pn miteinander ge mischt werden, bevor sie gemeinsam dem Arbeitsgas A oder einer gemeinsamen Flamme F1, F2 zugeführt werden.In an alternative embodiment of the invention is a Burner provided with a chamber in which the precursor materials P1 to Pn are mixed together before they together the working gas A or a common flame F1, F2 are supplied.

Mit dem Verfahren kann eine Mehrkomponentenschicht M, umfassend mindestens ein Siliziumoxid (SiOx) und mindestens ein Titanoxid (TiO2) abgeschieden werden.With the method, a multi-component layer M comprising at least one silicon oxide (SiO x ) and at least one titanium oxide (TiO 2 ) can be deposited.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine Mehrkomponentenschicht M abgeschieden, die mindestens ein Siliziumoxid, mindestens ein Titanoxid und Silber umfasst.In Another embodiment of the method becomes a Multi-component layer M deposited, the at least one silicon oxide, at least one titanium oxide and silver.

Eine weitere mögliche Mehrkomponentenschicht M umfasst mindestens ein Siliziumoxid und mindestens ein Wolframoxid.A Another possible multi-component layer M comprises at least a silicon oxide and at least one tungsten oxide.

In einer anderen Ausführungsform umfasst die Mehrkomponentenschicht M mindestens ein Wolframoxid und Silber.In In another embodiment, the multi-component layer comprises M at least one tungsten oxide and silver.

Eine weitere mögliche Mehrkomponentenschicht M umfasst mindestens ein Siliziumoxid und Aluminiumoxid.A Another possible multi-component layer M comprises at least a silica and alumina.

Die Precursormaterialien P1, P2 und deren Reaktionsprodukte können in Anteilen etwa gleicher Größenordnung vorliegen. Ebenso kann die Mehrkomponentenschicht M jedoch auch in Form einer dotierten Schicht abgeschieden werden, in der ein Anteil einer der Komponenten sehr viel größer ist als der einer anderen der Komponenten.The Precursor materials P1, P2 and their reaction products can in proportions of about the same order of magnitude. Likewise, however, the multi-component layer M may also be in the form of a doped one Layer are deposited, in which a proportion of one of the components much bigger than another's Components.

Das Verfahren wird bevorzugt bei Atmosphärendruck durchgeführt.The Process is preferably carried out at atmospheric pressure.

Die Precursormaterialien P1, P2 können flüssig und/oder gasförmig vorliegen. Bei Verwendung eines flüssigen Precursormaterials P1, P2 wird dieser vorzugsweise vor dem Einleiten in das Arbeitsgas A oder die Flamme F1, F2 in den gasförmigen Zustand überführt.The Precursor materials P1, P2 can be liquid and / or present in gaseous form. When using a liquid Precursor material P1, P2 this is preferably before the introduction into the working gas A or the flame F1, F2 in the gaseous state.

Als Arbeitsgas A kann ein Gas oder Aerosol, vorzugsweise Sauerstoff, Stickstoff, Edelgase, Wasserstoff, Kohlendioxid, gasförmige Kohlenwasserstoffe oder ein Gemisch wenigstens zweier der vorgenannten Gase verwendet werden, besonders bevorzugt kann Luft verwendet werden. Insbesondere enthält das Arbeitsgas A zur Bildung der Flamme F1, F2 jedoch mindestens eine brennbare Komponente.When Working gas A may be a gas or aerosol, preferably oxygen, Nitrogen, noble gases, hydrogen, carbon dioxide, gaseous Hydrocarbons or a mixture of at least two of the aforementioned Gases are used, more preferably, air can be used. In particular, the working gas A contains the formation of the flame F1, F2 but at least one combustible component.

Ein Durchsatz des Arbeitsgases A und/oder des Precursors P1, P2 kann gesteuert und/oder geregelt werden. Ebenso kann ein Verhältnis der Anteile der Precursormaterialien P1, P2 gesteuert und/oder geregelt werden.One Throughput of the working gas A and / or the precursor P1, P2 can controlled and / or regulated. Likewise, a relationship the proportions of the precursor materials P1, P2 controlled and / or regulated become.

Die Abscheidung kann direkt im Anschluss an einen Herstellungsprozess des Substrats 2, bei dem das Substrat 2 unter Hitzezufuhr gebildet wurde, stattfinden.The deposition may occur directly following a manufacturing process of the substrate 2 in which the substrate 2 was formed under heat, take place.

Vor dem Abscheiden kann ein Aktivierungsprozess durchgeführt werden, bei dem die Flamme F1, F2 ohne Zufuhr eines Precursormaterials P1, P2 über das Substrat 2 geführt wird.Before the deposition, an activation process may be carried out, in which the flame F1, F2 without supplying a precursor material P1, P2 over the substrate 2 to be led.

Vorzugsweise wird die Mehrkomponentenschicht M oder das Mehrkomponentenschichtsystem mit einer Rauhigkeit von 1 nm bis 100 nm abgeschieden.Preferably is the multi-component layer M or the multi-component layer system with a roughness of 1 nm to 100 nm deposited.

11
MehrkammerbrennerMulti-chamber burner
22
Substratsubstratum
3.1, 3.23.1 3.2
Kammerchamber
AA
Arbeitsgasworking gas
F1 bis FnF1 to Fn
Flammeflame
MM
MehrkomponentenschichtMulticomponent film
P1 bis PnP1 to Pn
Precursormaterialprecursor
RR
Richtungdirection
S1 bis SnS1 to Sn
Schichtlayer

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (22)

Verfahren zur Abscheidung einer Schicht auf einem Substrat (2), bei dem aus mindestens einem Arbeitsgas (A) mindestens eine Flamme (F1, F2) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Precursormaterialien (P1 bis Pn) dem mindestens einen Arbeitsgas (A) und/oder der mindestens einen Flamme (F1, F2) zugeführt und zur Reaktion gebracht werden und wobei in mindestens einem Beschichtungsdurchgang mindestens je ein Reaktionsprodukt jedes der Precursormaterialien (P1 bis Pn) auf einer Oberfläche des Substrats (2) und/oder auf mindestens einer auf der Oberfläche angeordneten Schicht als Mehrkomponentenschicht (M) abgeschieden wird.Method for depositing a layer on a substrate ( 2 ), wherein at least one working gas (A) at least one flame (F1, F2) is generated, characterized in that at least two precursor materials (P1 to Pn) the at least one working gas (A) and / or the at least one flame (F1 , F2) are fed and reacted and wherein in at least one coating passage at least one reaction product of each of the precursor materials (P1 to Pn) on a surface of the substrate ( 2 ) and / or on at least one layer arranged on the surface as a multi-component layer (M) is deposited. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Elemente Silizium, Titan, Silber, Wolfram, Phosphor, Aluminium, Magnesium, Calcium, Zirconium, Lanthan, Vanadium, Niob, Chrom, Molybdän, Kobalt, Kupfer, Gold und Bor in den Precursormaterialien (P1 bis Pn) enthalten sind.Method according to claim 1, characterized in that that at least two of the elements silicon, titanium, silver, tungsten, Phosphorus, aluminum, magnesium, calcium, zirconium, lanthanum, vanadium, Niobium, chromium, molybdenum, cobalt, copper, gold and boron in the precursor materials (P1 to Pn) are included. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Beschichtungsdurchgang eine Mehrkomponentenschicht (M) mit einer Schichtdicke zwischen 1 nm und 100 nm abgeschieden wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that in the coating passage a multi-component layer (M) deposited with a layer thickness between 1 nm and 100 nm becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Beschichtungsdurchgänge durchgeführt werden, wobei ein Mehrkomponentenschichtsystem mit einer Gesamtschichtdicke bis 200 nm abgeschieden wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of coating passes be performed, wherein a multi-component layer system is deposited with a total layer thickness up to 200 nm. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat (2) Glas, ein Kunststoff, ein Metall, Holz, eine Textilie, ein Naturstoff, Keramik, Stein oder ein Hybridmaterial aus mindestens zwei der vorgenannten Substanzen verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as substrate ( 2 ) Glass, a plastic, a metal, wood, a textile, a natural material, ceramics, stone or a hybrid material of at least two of the aforementioned substances is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Precursormaterialien (P1 bis Pn) miteinander gemischt werden bevor sie gemeinsam einem Arbeitsgas (A) oder einer Flamme (F1, F2) zugeführt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the precursor materials (P1 to Pn) be mixed together before sharing a working gas (A) or a flame (F1, F2) are supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Precursormaterialien (P1 bis Pn) separat je einem Arbeitsgas (A) oder je einer Flamme (F1, F2) in einem Mehrkammerbrenner (1) zugeführt werden, wobei in einem Beschichtungsdurchgang, in dem der Mehrkammerbrenner (1) relativ zur Oberfläche des Substrats (2) bewegt wird, unmittelbar nacheinander jeweils eine Schicht (S1, S2) von jeder der einander unmittelbar benachbarten Flammen (F1, F2) abgeschieden wird, wobei die Schichten (S1, S2) einander zur Bildung einer Mehrkomponentenschicht (M) durchdringen.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the precursor materials (P1 to Pn) separately per a working gas (A) or each flame (F1, F2) in a multi-chamber burner ( 1 ), wherein in a coating passage in which the multi-chamber burner ( 1 ) relative to the surface of the substrate ( 2 ), immediately one after the other a layer (S1, S2) of each of the immediately adjacent flames (F1, F2) is deposited, the layers (S1, S2) penetrating each other to form a multi-component layer (M). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrkomponentenschicht (M), umfassend mindestens ein Siliziumoxid und mindestens ein Titanoxid abgeschieden wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a multi-component layer (M) comprising at least one silicon oxide and at least one titanium oxide deposited becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrkomponentenschicht (M), umfassend mindestens ein Siliziumoxid, mindestens ein Titanoxid und Silber abgeschieden wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that a multi-component layer (M), comprising at least one silicon oxide, at least one titanium oxide and silver is deposited. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrkomponentenschicht (M), umfassend mindestens ein Siliziumoxid und mindestens ein Wolframoxid abgeschieden wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that a multi-component layer (M), comprising at least one silicon oxide and at least one tungsten oxide is deposited. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrkomponentenschicht (M), umfassend mindestens ein Wolframoxid und Silber abgeschieden wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that a multi-component layer (M), comprising at least one tungsten oxide and silver is deposited. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrkomponentenschicht (M), umfassend mindestens ein Siliziumoxid und Aluminiumoxid abgeschieden wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that a multi-component layer (M), comprising at least one silicon oxide and aluminum oxide deposited becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrkomponentenschicht (M) in Form einer dotierten Schicht abgeschieden wird, in der ein Anteil einer der Komponenten sehr viel größer ist als der einer anderen der Komponenten.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a multi-component layer (M) in Form of a doped layer is deposited, in which a proportion one of the components is much larger than that of another of the components. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei Atmosphärendruck durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method is at atmospheric pressure is carried out. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein flüssiger und/oder gasförmiger Precursor (P1 bis Pn) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a liquid and / or gaseous Precursor (P1 to Pn) is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Precursor (P1 bis Pn) vor dem Einleiten in das Arbeitsgas (A) oder in die Flamme (F1, F2) in den gasförmigen Zustand überführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the precursor (P1 to Pn) before the introduction in the working gas (A) or in the flame (F1, F2) in the gaseous Condition is transferred. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsgas (A) ein Gas oder Aerosol verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the working gas (A) is a gas or aerosol is used. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsgas (A) Luft, Sauerstoff, Stickstoff, Edelgase, Wasserstoff, Kohlendioxid, gasförmige Kohlenwasserstoffe oder eine Mischung wenigstens zweier der vorgenannten Arbeitsgase (A) verwendet wird.A method according to claim 8, characterized in that as working gas (A) air, oxygen, nitrogen, noble gases, hydrogen, carbon dioxide, gas shaped hydrocarbons or a mixture of at least two of the aforementioned working gases (A) is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchsatz des Arbeitsgases (A) und/oder des Precursors (P1 bis Pn) gesteuert und/oder geregelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a flow rate of the working gas (A) and / or the precursor (P1 to Pn) controlled and / or regulated becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis der Anteile der Precursormaterialien (P1 bis Pn) gesteuert und/oder geregelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a ratio of the proportions the precursor materials (P1 to Pn) controlled and / or regulated becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung direkt im Anschluss an einen Herstellungsprozess des Substrats (2), bei dem das Substrat (2) unter Hitzezufuhr gebildet wurde, stattfindet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the deposition directly after a manufacturing process of the substrate ( 2 ), in which the substrate ( 2 ) was formed under heat, takes place. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrkomponentenschicht oder das Mehrkomponentenschichtsystem mit einer Rauhigkeit von 1 nm bis 100 nm abgeschieden wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the multi-component layer or the Multi-component layer system with a roughness of 1 nm to 100 nm is deposited.
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