DE1032998B

DE1032998B - Device for the production of thin layers from several components

Info

Publication number: DE1032998B
Application number: DES38542A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Hermann Strosche
Original assignee: Standard Elektrik AG
Current assignee: Standard Elektrik AG
Priority date: 1954-04-03
Filing date: 1954-04-03
Publication date: 1958-06-26
Also published as: GB770077A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von dünnen Schichten aus mehreren Komponenten, insbesondere aus Legierungen durch Aufdampfen im \^rakuum.The invention relates to a device for producing thin films of several components, in particular of alloys by vapor deposition in \ ^r acuum.

Es ist bekannt, daß dünne Schichten von Stoffen, insbesondere von Metallen, auf verhältnismäßig einfache Weise dadurch erhalten werden können, daß man die entsprechenden Substanzen im Vakuum verdampft, so daß sich die entstehenden Dämpfe auf einem entsprechenden Trägerkörper niederschlagen. Bei einheitlichen Stoffen ist dies verhältnismäßig einfach, da man die Verdampfungstemperatur nach den Eigenschaften des Stoffes auswählen kann. Schwieriger ist es jedoch, dünne Schichten herzustellen, die aus mehreren Komponenten bestehen. Zu diesem Zweck wurden schon verschiedene Verfahren vorgeschlagen, die jedoch alle den Nachteil haben, daß keine einheitlichen Schichten von sehr geringer Schichtstärke hergestellt werden können. So sind beispielsweise Verfahren bekannt, bei denen durch gleichzeitiges Erhitzen von Drähten aus verschiedenem Material Legierungsschichten erhalten werden sollen. Mit einem derartigen Verfahren lassen sich zwar einigermaßen einheitliche Schichten größerer Stärke herstellen, jedoch gelingt es auf diese Weise nicht, ganz dünne Schichten von einheitlicher Zusammensetzung zu erhalten.It is known that thin layers of materials, especially metals, on relatively simple Way can be obtained by evaporating the corresponding substances in a vacuum, so that the resulting vapors are reflected on a corresponding support body. With uniform This is relatively easy for substances because the evaporation temperature can be selected according to the properties of the substance. Is more difficult however, it is necessary to produce thin layers that consist of several components. To this end Various methods have already been proposed, but all of them have the disadvantage that none are uniform Layers of very thin layer thickness can be produced. For example, there are procedures known, in which by simultaneous heating of wires made of different material alloy layers should be preserved. With such a method, it is true that somewhat uniform Produce layers of greater thickness, but it is not possible to make very thin layers in this way of uniform composition.

Es ist weiter ein Verfahren bekannt, bei dem die zu verdampfende Legierung in Form von kleinen Körnchen durch eine geeignete Vorrichtung auf einen hocherhitzten Verdampfer fällt, so daß sie spontan verdampfen. Da die Legierungsbestandteile jedoch verschiedene Verdampfungstemperaturen haben, tritt auch bei Dosierung in kleinsten Mengen eine Entmischung, d. h. ein Nacheinanderverdampfen der einzelnen Bestandteile ein. Man kann zwar durch nachträgliches Erhitzen der aufgedampften Schicht eine einheitliche Legierung erhalten, jedoch ist es nicht immer möglich, eine solche Erhitzung vorzunehmen, beispielsweise wenn es sich um wärmeempfindliche Trägerkörper handelt.It is also known a method in which the alloy to be evaporated in the form of small Granules fall through a suitable device onto a highly heated evaporator, so that they spontaneously evaporate. However, since the alloy components have different evaporation temperatures, occurs segregation even when dosing in the smallest amounts, d. H. a successive evaporation of the individual Components a. One can indeed by subsequent heating of the vapor-deposited layer a uniform alloy obtained, but it is not always possible to carry out such heating, for example when it comes to heat-sensitive carrier bodies.

Man hat weiter versucht, durch gleichzeitiges Verdampfen der Komponenten aus mehreren Tiegeln mittels Kathodenstrahlen einheitliche Schichten zu erhalten. Jedoch ist der Aufwand bei einer derartigen Anordnung sehr beträchtlich, und dieser steht in keinem Verhältnis zu dem damit erzielten Ergebnis.Attempts have also been made by simultaneously evaporating the components from several crucibles to obtain uniform layers by means of cathode rays. However, such is the effort involved Arrangement very considerable, and this is out of proportion to the result obtained with it.

Ein gleichmäßiges Verdampfen von verschiedenen Komponenten unterschiedlichen Verdampfungspunktes ist nur dann gewährleistet, wenn für jede Komponente ein auf deren physikalische Eigenschaften abgestimmter Verdampfer vorgesehen wird. Deshalb hat man zur Herstellung von aufgedampften Legierungsschichten die einzelnen Komponenten aus getrennten Tiegeln verdampft und die Temperaturen der Tiegel Vorrichtung zur HerstellungUniform evaporation of different components with different evaporation points is only guaranteed if for each component one that is tailored to its physical properties Evaporator is provided. For this reason, the individual components have to be made up of separate components for the production of vapor-deposited alloy layers Crucibles evaporated and the temperatures of the crucible manufacturing device

von dünnen Schichten
aus mehreren Komponentenof thin layers
from several components

Anmelder:Applicant:

Standard Elektrik Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Zuffenhausen,
Hellmuth-Hirth-Str. 42Standard Elektrik Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Zuffenhausen,
Hellmuth-Hirth-Str. 42

Dr. rer. nat. Hermann Strosche, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt wordenDr. rer. nat. Hermann Strosche, Nuremberg,
has been named as the inventor

entsprechend der Verdampfungsgeschwindigkeit der Komponenten gewählt.chosen according to the evaporation rate of the components.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß das bekannte Verfahren dadurch weiter verbessert wird, daß einzelne kleine Portionen der Komponenten gleichzeitig in einzelnen auf die physikalischen Eigenschäften der Komponenten abgestimmten Verdampfern zum spontanen Verdampfen gebracht werden. Dadurch wird erreicht, daß vollkommen homogene Schichten mit gleichmäßiger Verteilung der einzelnen Komponenten erzielt werden und sich gleichmäßige Schichten bis zu geringsten Schichtstärken, d. h. also bis zu einer Stärke von einigen Atomlagen, herstellen lassen. Dabei wird die Dosierung der einzelnen zum Verdampfen gelangenden Portionen der Komponenten möglichst so gehalten, daß diese beim Auftreffen auf den Verdampfer spontan verdampfen, d. h. also, daß die ganze Stoffmenge in kürzester Zeit in Dampfform übergeht. Die Temperatur bzw. die anderen Eigenschaften des Verdampfers, wie z. B. das Material des Verdampfungstiegels, werden den Eigenschaften der zu verdampfenden Stoffe angepaßt. Durch Wahl einer geeigneten Verdampfungstemperatur, die durch Versuche leicht zu ermitteln ist, wird der Verdampfer so eingestellt, daß die auf ihn gelangende geringe Stoffmenge verdampfen kann, ohne daß sich das sogenannte Leidenfrostsche Phänomen zeigt, das darin besteht, daß das zu verdampfende Material durch eine darunter befindliche Dampfschicht über der Verdampferfläche schwebend gehalten wird und auf diese Weise nur sehr langsam verdampft. Dabei geschieht es auch nicht sei-The invention is based on the knowledge that this further improves the known method is that individual small portions of the components simultaneously in individual on the physical properties the components coordinated evaporators are made to evaporate spontaneously. Through this it is achieved that completely homogeneous layers with an even distribution of the individual components can be achieved and uniform layers down to the smallest layer thicknesses, d. H. so up to a thickness of a few atomic layers. In doing so, the dosage of each is used to vaporize reaching portions of the components kept as possible so that they hit on spontaneously vaporize the vaporizer, d. H. So that the whole amount of substance in the shortest possible time in vapor form transforms. The temperature or the other properties of the evaporator, such as. B. the material of the Evaporation crucibles are adapted to the properties of the substances to be evaporated. By choosing one suitable evaporation temperature, which can easily be determined by experiments, the evaporator is so set so that the small amount of substance reaching him can evaporate without the so-called Leidenfrost's phenomenon shows that the material to be evaporated through an underneath located vapor layer is kept floating above the evaporator surface and in this way only very much slowly evaporated. It does not happen to be

809 558/250809 558/250

ten, daß das zu verdampfende Kügelchen aus dem Verdampfer herausgeschleudert wird.that the bead to be evaporated from the Evaporator is thrown out.

Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung von dünnen Schichten aus mehreren Komponenten durch gleichzeitiges getrenntes Aufdampfen im Vakuum vorgeschlagen, die sehr einfach und robust aufgebaut ist und dabei infolge ihres Aufbaues eine größere Zahl von Variationsmöglichkeiten bei der Herstellung dünner Schichten aus mehreren Komponenten bietet.According to the invention there is an apparatus for the production of thin layers from several components proposed by simultaneous separate vapor deposition in a vacuum, which is very simple and robust is built up and due to their structure a larger number of possible variations in the Provides manufacturing thin layers from multiple components.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß für jede Komponente eine Anzahl von Behältern vorhanden ist, die zwangläufig gleichzeitig bewegt werden können und die sich in getrennte Verdampfer zur spontanen Verdampfung entleeren.The device according to the invention is characterized in that for each component a number of containers is present that can inevitably be moved at the same time and that are in separate Empty the evaporator for spontaneous evaporation.

In diesen Behältern befinden sich die einzelnen Portionen des zu verdampfenden Stoffes in den der Spontanverdampfung entsprechenden Dosen. In gewissen Grenzen ist hier also eine Abhängigkeit von den Eigenschaften, insbesondere von der Temperatur der einzelnen Verdampfer vorhanden.These containers contain the individual portions of the substance to be vaporized in those of the spontaneous vaporization appropriate doses. So within certain limits there is a dependence on the properties in particular on the temperature of the individual evaporators.

Die einzelnen Behälter werden von Hand oder "durch einen Antrieb diskontinuierlich so bewegt, daß sich jeweils ein Behälter bei einem Bewegungsschritt in den Verdampfer entleert. Beim nächsten Bewegungsschritt, der nach einer beliebig wählbaren Zeitspanne erfolgt, gelangt dann der folgende Behälter zur Entleerung usw.The individual containers are moved discontinuously by hand or by a drive so that one container is emptied into the evaporator with one movement step. At the next movement step, which takes place after a freely selectable period of time, the following container then arrives at the Emptying, etc.

Da für jede Komponente ein Verdampfer vorhanden ist, sind auch entsprechend mehrere Reihen von Behältern vorgesehen, die den einzelnen Verdampfern zugeordnet sind. Die Bewegung der einzelnen Behälter ist so miteinander gekoppelt, daß die Portionen der verschiedenen Stoffe jeweils bei einem Bewegungsschritt der Behälter gleichzeitig auf die entsprechen- den Verdampfer gelangen. Durch die räumliche Anordnung der einzelnen Verdampfer kann leicht erreicht werden, daß sich die entstehenden Dampfstrahlen vermischen und auf der zu bedampfenden Unterlage eine dünne Schicht mit vollkommen gleichmäßiger Verteilung der einzelnen Komponenten entsteht.Since there is an evaporator for each component, there are also several rows of Containers provided, which are assigned to the individual evaporators. The movement of each container are coupled with one another in such a way that the portions of the various substances are simultaneously placed on the corresponding the vaporizer. The spatial arrangement of the individual evaporators makes it easy to achieve be that the resulting steam jets mix and on the surface to be steamed a thin layer is created with a perfectly even distribution of the individual components.

Zweckmäßig ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß die Behälter Bohrungen in einem plattenförmigen oder zylindrischen Körper sind. Alle Bohrungen sind durch eine feststehende Platte so abgedeckt, daß die Substanz am Herausfallen gehindert wird. An bestimmten Stellen sind jedoch öffnungen in der Abdeckplatte vorhanden, die dazu dienen, die an eine dieser Stellen gelangende Bohrung in den Verdampfer zu entleeren. Die Substanz kann auf einfache Weise so dosiert werden, daß sie, wenn sie sich in Draht- oder Stabform bringen läßt, in geeigneter Menge von dem Draht abgeschnitten wird. Durch die Wahl verschiedener Drahtdurchmesser und -längen der abgeschnittenen Teile lassen sich -die Stoffmengen verhältnismäßig einfach und genau dosieren. Die zu verdampfenden Stoffe können aber auch in Form von kleinen Kügelchen in die Bohrungen eingefüllt werden. Durch Variieren des Kugeldurchmessers oder Abzählen der Anzahl der Kügelchen ist dann eine verhältnismäßig feine Dosierungsmöglichkeit gegeben. Die Verwendung von sehr feinen Pulvern ist nicht angebracht, da sich das Pulver leicht zwischen die aneinandergleitenden Teile der Vorrichtung einschieben kann und so eine genaue Dosierung nicht möglich ist. Jedoch können auch Pulver, zu Tabletten verpreßt, Verwendung finden.The device is expediently designed so that the container has bores in a plate-shaped manner or cylindrical bodies. All holes are covered by a fixed plate so that the Substance is prevented from falling out. However, there are openings in the cover plate at certain points available, which are used to get the hole in one of these locations in the evaporator to drain. The substance can be dosed in a simple way so that it, if it is in wire or Can bring rod shape, is cut from the wire in a suitable amount. By choosing different Wire diameters and lengths of the cut parts can be proportionate to the amount of material dose easily and precisely. The substances to be evaporated can also be in the form of small Beads are filled into the holes. By varying the ball diameter or counting the The number of globules then allows for a relatively fine dosage option. The usage of very fine powders is not appropriate, as the powder can easily slip between them Can insert parts of the device and so an exact dosage is not possible. However, you can powder, compressed into tablets, can also be used.

Durch verschiedene Dosierung der einzelnen Komponenten kann man auf einfache Weise Schichten verschiedener Zusammensetzung erhalten. Damit ist aber die Vielfalt der Möglichkeiten noch nicht erschöpft. Beispielsweise kann bei einer Substanz die in den aufeinanderfolgenden Behältern enthaltene Substanzmenge zu- oder abnehmen oder in beliebiger Variation in ihrer Menge wechseln. Durch Kombination mit derartigen Dosierungen bei den anderen Komponenten ergibt sich eine außerordentlich große Vielfalt von Möglichkeiten. Auf diese Weise kann nicht nur die Zusammensetzung der Schicht in der Höhe variiert werden, sondern, beispielsweise beim Bedampfen einer sich gegenüber den Verdampfern bewegende Unterlage, auch eine Variation in der Fläche der aufgedampften Schicht erzielt werden.By varying the dosage of the individual components, you can easily create different layers Preserved composition. But that does not end the variety of possibilities. For example, in the case of a substance, the amount of substance contained in the successive containers increase or decrease or change in any variation in their amount. By combining with such Dosages with the other components results in an extraordinarily large variety of Options. In this way, not only can the composition of the layer vary in height but, for example, when steaming a surface moving in relation to the evaporators, a variation in the area of the vapor deposited layer can also be achieved.

Die Menge des auf den Träger niedergeschlagenen Stoffes kann weiter durch Anordnung von festen oder beweglichen Blenden zwischen den Verdampfern und der zu bedampfenden Unterlage vermindert werden, so daß es auf diese Weise ohne besondere Schwierigkeiten gelingt, Schichten bis zu einer Stärke von nur wenigen Atomlagen zu erzeugen, die jedoch auch bis zu derartig geringen Schichtstärken eine vollkommen gleichmäßige Verteilung der einzelnen Komponenten aufweisen.The amount of the substance deposited on the carrier can be further determined by the arrangement of solid or movable panels between the evaporators and the surface to be steamed are reduced, so that in this way it is possible without any particular difficulty to produce layers up to a thickness of only to produce a few atomic layers, which, however, can be used completely even up to such low layer thicknesses have an even distribution of the individual components.

Obwohl die vorgeschlagenen Vorrichtungen hauptsächlich zum Aufdampfen von verschiedenen Metallen geeignet sind, können sie jedoch auch ohne weiteres zum Verdampfen von anderen festen Stoffen, z. B. von chemischen Verbindungen, verwendet werden.Although the proposed devices are mainly used for vapor deposition of various metals are suitable, however, they can also readily be used for the evaporation of other solid substances, e.g. B. of chemical compounds.

Es kann auch mit der Vorrichtung nach der Erfindung eine chemische Verbindung in der Dampfphase erzeugt und in äußerst dünner Schicht auf einem Trägerkörper zum Niederschlag gebracht werden. So ist es beispielsweise gelungen, äußerst dünne Schichten von Selenverbindungen, beispielsweise von Kadmiumselenid, durch gleichzeitiges Verdampfen der Komponenten zu erzeugen.A chemical compound in the vapor phase can also be used with the device according to the invention generated and brought to precipitation in an extremely thin layer on a carrier body. For example, it has been possible to produce extremely thin layers of selenium compounds, for example from Cadmium selenide, produced by simultaneous evaporation of the components.

Derartig ausgebildete Kadmiumselenidschichten haben sich bei der Herstellung von alterungsbeständigen Selensperrschichtzellen als außerordentlich günstig erwiesen.Cadmium selenide layers formed in this way have proven themselves in the manufacture of aging-resistant Selenium barrier cells proved to be extremely beneficial.

Es ist auch denkbar, mit der vorgeschlagenen Vorrichtung geringe Mengen von Flüssigkeiten zu verdampfen, die beispielsweise mit einem anderen Flüssigkeitsdampf oder dem Dampf eines festen Stoffes in der Dampfphase reagieren und einen neuen festen Stoff bilden, der sich auf dem Trägerkörper niederschlägt. Die zu verdampfenden Flüssigkeitsportionen werden in diesem Falle vorteilhaft in kleine Gefäße, die beim Fallen in den Verdampfungstiegel zerstört werden und die enthaltene Flüssigkeit freigeben, eingefüllt.It is also conceivable to vaporize small amounts of liquids with the proposed device, for example with another liquid vapor or the vapor of a solid substance react in the vapor phase and form a new solid substance that is deposited on the carrier body. In this case, the liquid portions to be evaporated are advantageously placed in small vessels, which are destroyed when falling into the evaporation crucible and release the contained liquid, filled.

An Hand der Zeichnungen sollen einige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert werden.Some embodiments of the device according to the invention should be based on the drawings are explained in more detail.

In den Fig. la und Ib ist eine Vorrichtung dargestellt, bei der die Behälter für die einzelnen Portionen der zu verdampfenden Komponenten aus Bohrungen in einer horizontal drehbaren Platte bestehen. Bei der Vorrichtung nach Fig. 2 a und 2 b bestehen die Behälter aus Bohrungen in einem um eine horizontale Achse drehbaren Zylinder.In Figs. La and Ib a device is shown, in which the container for the individual portions of the components to be evaporated from bores consist in a horizontally rotatable plate. In the device according to FIGS. 2 a and 2 b exist the container from bores in a cylinder rotatable about a horizontal axis.

Die Vorrichtung nach Fig. 3 a und 3 b ist eine Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 2 mit spiralförmig angeordneten Bohrungen. In Fig. 4 schließlich bestehen die Behälter aus Bohrungen in einer in horizontaler Richtung beweglichen Platte.The device according to FIGS. 3 a and 3 b is a modification of the device according to FIG. 2 with a spiral shape arranged holes. Finally, in FIG. 4, the containers consist of bores in one plate movable in the horizontal direction.

In Fig. 1 a ist eine Vorderansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Hierbei ist die Platte 1 zur Sichtbarmachung der Bohrungen im Schnitt dargestellt. Die Fig. 1 bIn Fig. 1 a is a front view of an embodiment of the device according to the invention is shown. Here, the plate 1 is shown in section to make the holes visible. Fig. 1 b

stellt eine Draufsicht der gleichen Vorrichtung dar. Eine Platte 1 aus geeignetem Material, beispielsweise aus Metall, die um ihren Mittelpunkt horizontal beweglich angeordnet ist, enthält zahlreiche Bohrungen 2, die in mehreren, z. B. vier konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Die Platte 1 ist auf einer zweiten feststehenden Platte 3 gelagert, welche die Bohrungen nach unten abschließt und ein Herausfallen der Substanz verhindert. Die Platte 3 enthält jedoch so viel Bohrungen, wie Lochkränze vorhanden sind. Dicht unterhalb der öffnungen in der Platte 3 sind Gleitvorrichtungen 4 angeordnet, die beispielsweise aus entsprechenden Rohren bestehen, die einen schrägen Gleitweg für die Substanz von je einer öffnung in der Platte 3 zu dem ihr zugeordneten Verdampfer 5 bilden. Die Verdampfer werden zweckmäßig, wie dies in Fig. 1 a und 1 b dargestellt ist, nebeneinander angeordnet, können aber auch, insbesondere bei einer Platte 1 von kleinem Durchmesser, rings um diese gleichmäßig verteilt sein. In den Bohrungen 2 lagern ao die Portionen 6 der verschiedenen Substanzen, und zwar wird je ein Kreis von Bohrungen mit einer bestimmten Substanz beschickt. Es ist ferner noch eine Vorrichtung vorgesehen, um die Platte 1 horizontal entweder von Hand oder mittels eines Motors diskontinuierlich zu bewegen, und zwar so, daß bei jedem Bewegungsschritt die Platte um eine radiale Lochreihe weiterrückt. Zweckmäßig wird ein Zahnrad mit einer Sperrklinke vorgesehen, das bei der entsprechenden Stellung der Platte 1 einrastet.shows a plan view of the same device. A plate 1 of suitable material, for example made of metal, which is arranged horizontally movable around its center, contains numerous holes 2, in several, z. B. four concentric circles are arranged. The plate 1 is on a second fixed plate 3 mounted, which the holes closes at the bottom and prevents the substance from falling out. However, the plate 3 contains so much Bores, such as perforated rings are available. Sliding devices are located just below the openings in the plate 3 4 arranged, which consist, for example, of corresponding tubes that have a sloping Form a sliding path for the substance from one opening each in the plate 3 to the evaporator 5 assigned to it. The evaporators are expediently, as shown in Fig. 1 a and 1 b, arranged side by side, but can also, especially in the case of a plate 1 of small diameter, all around this be evenly distributed. In the bores 2 store the portions 6 of the various substances, and a circle of bores is charged with a certain substance. There is also another Device provided to the plate 1 horizontally either by hand or by means of a motor discontinuously to move, in such a way that with each movement step the plate by a radial Row of holes moves further. Appropriately, a gear with a pawl is provided, which in the corresponding position of the plate 1 engages.

Die einzelnen Verdampfer 5 sind so ausgebildet und auf eine solche Temperatur heizbar, daß die entsprechenden Substanzen ohne jede Nebenwirkung spontan verdampfen.The individual evaporators 5 are designed and heated to such a temperature that the corresponding Vaporize substances spontaneously without any side effects.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist kurz folgende: In die Bohrungen der Platte 1 werden entsprechende Substanzmengen, die man beispielsweise bei Metallen zweckmäßig durch Abschneiden entsprechender Drahtstückchen erhält, so eingefüllt, daß jeder Kreis von Bohrungen jeweils nur eine Substanz enthält. Das Einfüllen wird dadurch sehr erleichtert, daß man die Platte 1 zusammen mit der Platte 3 leicht abnehmbar gestaltet. Nachdem man über den Verdampfern in geeigneter Entfernung und unter eventueller Zwischenschaltung von feststehenden oder beweglichen Blenden die zu bedampfende Unterlage angeordnet hat, wird der umgebende Raum, beispielsweise durch eine Glas- oder Metallglocke, luftdicht gegen die Atmosphäre abgeschlossen und evakuiert. Nach Erreichen eines geeigneten Vakuums werden die Verdampfer, beispielsweise durch Glühspiralen oder auf andere, z. B. induktive Weise, auf die entsprechenden Temperaturen erhitzt. Die Temperatur der einzelnen Verdampfer ist dabei den einzelnen Substanzen angepaßt. Gegebenenfalls müssen die einzelnen Verdampfer gegeneinander gegen Wärmestrahlung abgeschirmt werden. Nachdem eine konstante Temperatur erreicht ist, wird die Platte 1 um einen Schritt gedreht, wobei die Substanz in den entsprechenden Bohrungen durch die Öffnungen in der Platte 3 vermittels der Rohre 4 gleichzeitig in die entsprechenden Verdampfer gleiten und sofort verdampfen. Auf diese Weise gelangen die Dämpfe gleichzeitig auf die zu bedampfende Unterlage und schlagen sich dort als einheitliche Schicht nieder. Nach einem bestimmten Zeitintervall wird die Platte 1 wieder um einen Schritt weiterbewegt, worauf sich das Spiel wiederholt.The mode of operation of the device is briefly as follows: In the bores of the plate 1 are corresponding amounts of substance that you can, for example in the case of metals it is advisable to obtain by cutting off the appropriate pieces of wire, filled in such a way that each circle of holes contains only one substance. The filling is made much easier, that one designed the plate 1 together with the plate 3 easily removable. After learning about the Evaporators at a suitable distance and with the possible interposition of fixed or movable panels has arranged the pad to be steamed, the surrounding space, for example by a glass or metal bell, sealed airtight from the atmosphere and evacuated. After a suitable vacuum has been reached, the evaporators, for example by means of glow coils or to others, e.g. B. inductively heated to the appropriate temperatures. The temperature the individual evaporator is adapted to the individual substances. If necessary, the individual evaporators are shielded from each other against heat radiation. Having a constant Temperature is reached, the plate 1 is rotated by one step, whereby the substance in the corresponding holes through the openings in the plate 3 by means of the tubes 4 at the same time in the slide corresponding vaporizer and vaporize immediately. This is how the fumes get there at the same time on the substrate to be vaporized and are deposited there as a uniform layer. After a certain time interval, the plate 1 is moved one step further, whereupon repeated the game.

Wie schon betont wurde, ist es nicht erforderlich, daß die Substanzmengen in den einzelnen Bohrungen stets dieselben sind. Gegebenenfalls können auch einzelne Bohrungen leer gelassen werden, so daß nur eine oder zumindest nicht alle Substanzen zur Verdampfung gelangen. Auf diese Weise kann der Schichtenaufbau beliebig variiert werden.As has already been emphasized, it is not necessary that the amounts of substance in the individual holes are always the same. If necessary, individual bores can also be left empty, so that only some or at least not all of the substances evaporate. In this way, the Layer structure can be varied as desired.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Fig. 2 a zeigt eine Seitenansicht und Fig. 2b eine Vorderansicht dieser Vorrichtung. Statt der in Fig. 1 mit Bohrungen versehenen Platte ist eine zylindrische Trommel vorhanden, die zahlreiche Bohrungen im Mantel radial nach innen aufweist. Die Trommel 1 ist wieder aus einem geeigneten Material, beispielsweise aus Metall, hergestellt, und die Bohrungen 2 sind in mehreren parallelen Reihen angeordnet. Die ganze Trommel 1 ist von einem dünnwandigen Metallzylinder 3 umgeben, der so viel öffnungen enthält, wie Lochkränze im Zylinder vorhanden sind.In Fig. 2, a further embodiment of the device according to the invention is shown. Fig. 2a shows a side view and FIG. 2b a front view of this device. Instead of the in Fig. 1 with Bored plate is a cylindrical drum that has numerous bores in the Has jacket radially inward. The drum 1 is again made of a suitable material, for example made of metal, and the holes 2 are arranged in a plurality of parallel rows. The whole Drum 1 is surrounded by a thin-walled metal cylinder 3, which contains as many openings as how perforated rings are present in the cylinder.

In Fig. 2 b ist der Zylinder 3 weggelassen, um die Lochreihen deutlicher sichtbar zu machen. Der Zylinder 3 schließt an die Trommel 1 eng an und verhindert so das Herausfallen der in den Bohrungen befindlichen Substanz. Dicht an den öffnungen im Zylinder 3 beginnen Gleitvorrichtungen 4, die beispielsweise aus Rinnen oder, wie in den Fig. 2 a und 2 b angedeutet, aus Rohrstücken bestehen können. Durch diese Gleitvorrichtungen 4 gleitet die Substanz aus der entsprechenden Bohrung der Trommel 1 in den Verdampfer5. Wieder ist für jeden Kranz Bohrungen ein bestimmter Verdampfer vorgesehen, damit die einzelnen Substanzen bei individuell verschiedenen Temperaturen verdampft werden können.In Fig. 2b, the cylinder 3 is omitted in order to make the rows of holes more clearly visible. The cylinder 3 is closely connected to the drum 1 and prevents the falling out of the holes located substance. Sliding devices 4, for example from grooves or, as indicated in FIGS. 2 a and 2 b, can consist of pieces of pipe. By these sliding devices 4 slides the substance from the corresponding bore of the drum 1 into the Evaporator 5. Again, a specific evaporator is provided for each wreath bores so that the individual substances can be vaporized at individually different temperatures.

Eine ähnliche Anordnung ist in Fig. 3 a und 3 b dargestellt. Wieder befinden sich die Bohrungen 2 in einer zylindrischen Trommel 1, jedoch sind die Reihen der Bohrungen spiralförmig um den Trommelmantel angeordnet, so daß auf einem verhältnismäßig kurzen Zylinder sehr lange Reihen von Bohrungen untergebracht werden können. Um die Trommel ist wieder, wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 a und 2 b, ein Zylinder 3 angeordnet, der das Herausfallen der Substanz verhindert. An den entsprechenden Stellen hat der Zylinder 3 öffnungen, die den einzelnen Lochreihen entsprechen, und von dort führen die Gleitvorrichtungen 4 zu den Verdampfern 5. Die Trommel 1 wird in diesem Falle nicht nur um ihre horizontale Achse gedreht, sondern auch in Achsrichtung weiterbewegt, so daß die Bohrungen immer an den entsprechenden öffnungen des Zylinders 3 vorbeilaufen.A similar arrangement is shown in Fig. 3a and 3b. The bores 2 are again in a cylindrical drum 1, but the rows of bores are arranged in a spiral around the drum shell, so that very long rows of bores can be accommodated on a relatively short cylinder. As in the embodiment according to FIGS. 2a and 2b, a cylinder 3 is again arranged around the drum, which cylinder prevents the substance from falling out. At the appropriate points, the cylinder 3 has openings that correspond to the individual rows of holes, and from there the sliding devices 4 lead to the evaporators 5. In this case, the drum 1 is not only rotated about its horizontal axis, but also moved further in the axial direction, see above that the bores always pass the corresponding openings in the cylinder 3.

Es gibt natürlich noch zahlreiche andere Möglichkeiten der Ausführung des Erfindungsgedankens. Es ist nicht unbedingt notwendig, daß die die Bohrungen enthaltende Platte oder Trommel Drehbewegungen um eine Achse ausführen. Beispielsweise kann die mit den Bohrungen versehene Platte auch horizontal in gerader Richtung weiterbewegt werden, wenn die Anordnung im Prinzip so getroffen ist, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.There are of course numerous other ways of carrying out the idea of the invention. It it is not absolutely necessary for the plate or drum containing the bores to rotate run around an axis. For example, the plate provided with the bores can also be positioned horizontally can be moved in a straight direction if the arrangement is made in principle as shown in Fig. 4 is shown.

Mit den Vorrichtungen nach der Erfindung können äußerst dünne Schichten aus mehreren Komponenten mit einheitlicher Zusammensetzung hergestellt werden. Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, zeigen schon einige Ausführungsbeispiele die mannigfaltigen Variationsmöglichkeiten beim Herstellen von derartigen Schichten. Es läßt sich somit ein bestimmtes Auf dampf programm mit wechselnden Mengen der verschiedenen Komponenten durchführen.With the devices according to the invention, extremely thin layers of several components can be produced with a uniform composition. As can be seen from the description above, A few exemplary embodiments already show the many possible variations in manufacture of such layers. It can thus be a specific steam program with changing Perform quantities of the various components.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist für zahlreiche Anwendungsgebiete von Vorteil, z. B. zumThe device according to the invention is advantageous for numerous fields of application, e.g. B. to

Überziehen von Gegenständen zum Korrosionsschutz, Vergüten von optischen Gläsern, Herstellen von Widerständen und Kondensatoren usw. Die Vorrichtungen nach der Erfindung können mit weiteren Hilfseinrichtungen versehen sein, beispielsweise zum selbständigen Nachfüllen der Substanz in die Bohrungen. Es soll noch betont werden, daß die Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele sowie auf die erwähnten Anwendungsgebiete beschränkt ist.Coating of objects for corrosion protection, tempering of optical glasses, production of Resistors and capacitors, etc. The devices according to the invention can be equipped with further auxiliary devices be provided, for example, to independently refill the substance into the holes. It should also be emphasized that the invention does not apply to the illustrated and described exemplary embodiments and to the fields of application mentioned is limited.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Device for the production of thin layers from several components by simultaneous separate vapor deposition in vacuo, characterized in that for each component there are a number of containers which can forcibly be moved at the same time and emptying into separate evaporators for spontaneous evaporation.

2. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized in that for each substance there is a number of containers which inevitably move at the same time and drain into separate evaporators.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the container for receiving the substances to be evaporated consist of bores in a movably arranged plate.

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the container from spiral arranged holes exist in a cylinder.

5. Apparatus according to claim 2 to 4, characterized in that means are provided to to move the plate or the cylinder discontinuously so that one step by step Drilling of the rows filled with different substances after a slideway leading to an evaporator leads, opens.

6. Apparatus according to claim 2 to 5, characterized in that the evaporator is arranged are that the steam jets of the vaporized substances before hitting the to be vaporized Mix the base.

7. Apparatus according to claim 2 to 6, characterized in that between the evaporator and Fixed or movable panels are arranged on the substrate to be vaporized.

Considered publications:
Chem. Techn., 1953, No. 11, p. 633.

1 sheet of drawings