DE1301188B

DE1301188B - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen von Schichten aus Metalloxid

Info

Publication number: DE1301188B
Application number: DEM56836A
Authority: DE
Inventors: Corrigan Wilfred J; Smith David L
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1962-05-17
Filing date: 1963-05-16
Publication date: 1969-08-14
Also published as: GB1034095A; NL292931A; BE632267A

Description

Die Herstellung fester dünner Schichten und Unterlagen durch verschiedene Verfahren nimmt stetig an Bedeutung zu. Zu den brauchbarsten Schichten gehören diejenigen aus Metalloxid, z. B. als reflexmildernde Überzüge bei optischen Geräten, als Leitungs-, Isolierungs-, Stabilisierungs- und Umhüllungsüberzüge für Halbleiter, Festkörper und andere elektronische Vorrichtungen.
Viele der Verfahren zur Herstellung von überzügen aus Oxiden oder Oxidgemischen haben einen oder mehrere Nachteile. Es kann z. B. schwierig sein, dichte Schichten herzustellen. Die Oxide können schlecht haften, uneben oder unzusammenhängend sein. Für manche Zwecke kann die Reinheit der Oxide unzureichend sein oder aber. wenn die Schicht sehr gut ist, kann das Verfahren schwierig sein oder eine teure Einrichtung erfordern. Der wohl häufigste Nachteil ist die Notwendigkeit, die Unterlage, auf der die Oxidschicht gebildet werden soll, verhältnismäßig stark zu erhitzen; dadurch wird das Verfahren auf durch solche hohen Temperaturen nicht beeinträchtigtes Unterlagenmaterial beschränkt.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Oxidüberzuges besteht darin, eine feinzerstäubte wäßrige Lösung einer hydrolysierbaren Substanz, meist eines Metallhalogenids, auf eine heiße Unterlage aufzusprühen. Das entsprechende Metalloxid entsteht auf der Unterlage als Produkt einer Hydrolyse. Für dieses Verfahren wird eine höhere Temperatur benötigt; ein Nachteil besteht darin, daß die Unterlage zur Erzielung eines guten Oxids hoch erhitzt werden muß.
Pyrolytische Verfahren sind ebenfalls bekannt; mit ihrer Hilfe können gute Oxidschichten hergestellt werden. Hierbei wird der Dampf einer bei höherer Temperatur in flüchtige Produkte und das gewünschte Oxid zerfallenden Substanz mit einer erhitzten Unterlage in Berührung gebracht. Durch Pyrolyse lassen sich auf geeigneten Unterlagen ausgezeichnete Filme herstellen, aber die jeweiligen Unterlagen müssen gegenüber den angewendeten Temperaturen beständig sein.
Ein Ziel der Erfindung ist die Herstellung gut haftender, dünner Metalloxidschichten auf geeigneten Unterlagen, insbesondere bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer festhaftenden Schicht aus Metalloxid von hohem Reinheitsgrad auf einer Unterlage durch Umsetzen einer oder mehrerer hydrolysierbarer Metallverbindungen mit Wasserdampf. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein gasförmiges, gegebenenfalls erwärmtes Gemisch aus einem oder mehreren hydrolysierbaren Metallhalogeniden in einem Inertgasstrom und einem Wasserdampf enthaltenden Inertgasstrom über eine Unterlage geleitet wird, deren Temperatur so hoch eingestellt ist, daß an ihrer Oberfläche Wasser adsorbiert wird, jedoch die bei der Hydrolyse entstehenden Nebenprodukte sich verflüchtigen.
Vorzugsweise werden als hydrolysierbare Metallhalogenide ein oder mehrere Halogenide von Silicium, Aluminium und/oder Titan verwendet.
Die Temperatur der Unterlage sollte zweckmäßigerweise zwischen 20 und 200' C gehalten werden.
In vielen Fällen ist es angebracht, ein Gasgemisch zu verwenden, das einen stöchiometrischen überschuß an Metallhalogenid gegenüber Wasserdampf aufweist.
Um eine vorzeitige Hydrolyse des Metallhalogenids zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Ströme mit dem Metallhalogenid und dem Wasserdampf getrennt zu führen und sie erst unmittelbar vor der Unterlage zu mischen.
Die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen, Metallhalogenid enthaltenden Stromes sollte höher gehalten werden als die Strömungsgeschwindigkeit des Wasserdampf enthaltenden Gasstromes.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, bestehend aus einem Reaktionsgehäuse mit einem Halter für die zu überziehende Unterlage und Zuführungsrohren für die Gasströme. Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch koaxiale Zuführungsrohre, die durch die Wandung des Gehäuses führen und kurz oberhalb der Unterlage münden.
Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Unterlagentemperatur nicht hoch ist und daß die Hydrolyse bei mäßiger Temperatur vor sich gehen kann.
Bei der Durchführung des Verfahrens wird eine saubere Unterlage dem Dampf eines Metallhalogenids ausgesetzt. Auf dieser Unterlage befindet sich adsorbiertes Wasser, und dieses hydrolysiert das Halogenid, so daß auf der Oberfläche der Unterlage ein Metalloxid gebildet wird. Die adsorbierte Feuchtigkeit wird dem Verbrauch entsprechend ersetzt, indem die Unterlage gleichzeitig dem Halogenid und Wasserdampf ausgesetzt wird. Die Temperatur der Unterlage ist mäßig; die für die Hydrolyse zusätzlich benötigte Energie kann durch Erhitzen des Halogeniddampfes an von der Unterlagenoberfläche entfernter Stelle beschafft werden. Die Einhaltung der mäßigen Unterlagentemperatur kann durch Verwendung eines Unterlagenerhitzers mit Temperatursteuerung, ferner durch Erhitzen des Halogenid- und des Wasserdampfes an von der Unterlage entfernter Stelle, Steuerung der Strömungsgeschwindigkeiten dieser Dämpfe und normalen Wärmeverlust durch Leitung, Konvektion und Strahlung unterstützt werden. In einigen Fällen brauchen weder Unterlage noch Dampf erhitzt zu werden.
Mit Hilfe der Erfindung können auch Oxidgemische hergestellt werden. Das Verfahren ist das gleiche wie eben beschrieben, nur daß die Unterlage gleichzeitig Halogeniden von mehr als einem Metall ausgesetzt wird.
Die Figuren zeigen beispielsweise einige Ausführungsformen der Erfindung. Es zeigt F i g. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufbringen von Oxidschichten und ihre Versorgung mit Ausgangsstoffen, F i g. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der den unteren Teil der Vorrichtung nach F i g. 1 bildenden Anordnung, F i g. 3 eine Teilansicht einer als Glockengehäuseanordnung bekannten Vorrichtung, der besseren Veranschaulichung halber von unten, und F i g. 4 die schematische Darstellung einer besonderen Vorrichtung zur Herstellung von sehr dünnen Schichten aus Siliciumdioxid.
Nach F i g. 1 enthält die Vorrichtung eine auf einer Grundplatte 2 befestigte Unterlagenplatte 1. Die Unterlagenplatte, die als Unterlage oder Stütze für die Unterlage 3 während des Oxydationsvorgangs dient, ist so ausgestattet, daß sie erwärmt und ihre Temperatur gesteuert werden kann. Die Grundplatte ist von Löchern 4 durchbrochen, die Auslaßöffnungen für überschüssiges Gas und überschüssigen Dampf sind. F i g. 2 zeigt diese Anordnung in Draufsicht.
Die F i g. 2 ist die Glockengehäuseanordnung mit dem Glockengehäuse 5, an dem eine Heizvorrichtung 6 zur Erhitzung der eintretenden Gase oder Dämpfe angebracht ist, und zwar handelt es sich um eine Vorrichtung mit Temperatursteuerung von drei koaxialen Rohren 7, 8, 9 und einer um das äußere Rohr angeordneten Heizwicklung. Gase und Dämpfe werden mittels Durchleiten durch die erwärmten koaxialen Rohre erhitzt. F i g. 3 ist ein Blick in das Glockengehäuse von unten.
Das Glockengehäuse 5 ruht während der Oxydation auf der Grundplatte 2. Die Kontaktflächen 11 können in geeigneter Weise bearbeitet oder abgedichtet sein, um ein Entweichen von Gasen oder Dämpfen zu verhindern. Die Glockengehäuseeinheit kann gehoben werden, um leichten Zugang zu der Unterlagenplatte 1 und anderen innerhalb der Vorrichtung befindlichen Teilen zu gewähren.
Nach F i g. 1 ruht eine saubere Unterlage 3 auf der Unterlagenplatte 1. Die Platte, deren Temperatur geregelt ist, befindet sich in thermischem Kontakt mit der Unterlage und hält diese auf einer gewünschten Temperatur. Die jeweilige Temperatur liegt im allgemeinen zwischen 20 und 200° C.
Die Mündungen der koaxialen Rohre 7, 8, 9 zur Erhitzung der Gase und Dämpfe befinden sich nahe und unmittelbar oberhalb der Unterlage 3. Der Raum zwischen diesen Mündungen und der Unterlage dient als Mischraum 12 für die Dämpfe und Gase. Die Temperatur in dem Mischraum wird im allgemeinen bei etwa 300° C oder. darunter gehalten, kann aber auch je nach den verwendeten Materialien verändert werden.
Der Dampf eines Metallhalogenids wird mittels eines inerten Trägergases in die Vorrichtung eingebracht. Ist das Halogenid flüssig, so kann zur Sättigung des Gases, indem man es durch das z. B. bei 20° C gehaltene Halogenid durchleitet, eine normale Laboratoriumsflüssigkeitsvorlage 13 verwendet werden. Flüchtige feste Halogenide werden zur Erzielung eines ähnlichen Ergebnisses erwärmt, während man das inerte Trägergas über sie hinwegströmen läßt. Das Gas und der Halogeniddampf werden in die Vorrichtung durch eines der beiden äußeren Rohre 8 oder 9 eingeleitet. Es sind zwei Rohre für Halogenide vorgesehen, so daß die Oxide von mehr als einem Metall gebildet werden können. In diesem Fall werden durch die beiden äußeren Rohre zwei verschiedene Halogeniddämpfe eingeleitet.
Wasserdampf wird ebenfalls mit Hilfe eines inerten Trägergases in die Vorrichtung eingeleitet. Das Gas wird zur Sättigung mit Wasserdampf bei etwa 20° C durch eine mit Wasser gefüllte Flüssigkeitsvorlage hindurchgeleitet. Das mit Wasserdampf gesättigte Gas wird durch das mittlere Rohr 7 in die Vorrichtung eingeleitet. Die eintretende Feuchtigkeit dient dazu, bei der Umsetzung verbrauchte adsorbierte Feuchtigkeit auf der Unterlage zu ersetzen. Ein solcher Ersatz der adsorbierten Feuchtigkeit erlaubt die kontinuierliche Herstellung von Schichten.
Die zur Bildung der Schicht führende Umsetzung an der Oberfläche der Unterlage ist eine Reaktion zwischen dem Dampf des Metallhalogenids und der adsorbierten Feuchtigkeit. Die Reaktion ist eine einfache Hydrolyse, für welche die Hydrolyse von Siliciumtetrachlorid zu Siliciumdioxid typisch ist: SiC14 -I- 2 H"0 -> SiO@ + 4 HCl Für diese Hydrolyse muß Energie zur Verfügung stehen. Da die Unterlage auf einer mäßigen Temperatur gehalten wird, muß wenigstens ein Teil der Energie von anderer Stelle geliefert werden; daher wird der Halogeniddampf erhitzt. Ein Teil der gesamten kinetischen Energie des Halogeniddampfes wird an den Stellen für die Hydrolyse frei, wo Dampfteilchen auf die Oberfläche auftreffen. Die Oberflächenumgebung begünstigt ebenfalls die Umsetzung und ermöglicht unter geeigneten Bedingungen eine höhere Reaktionsgeschwindigkeit auf der Unterlage als im Bereich des Mischraums. Bei richtig gesteuertem Verfahren spielt sich die Umsetzung hauptsächlich auf der exponierten Unterlagenoberfläche ab. Eine der Ursachen davon ist, daß normalerweise die Konzentration des adsorbierten Wassers auf der Oberfläche viel höher ist als im Mischraum. Die Wahrscheinlichkeit, daß ein Halogenidteilchen mit Wasser in Berührung kommt, ist also auf der Unterlagenoberfläche größer als im Bereich des Mischraums.
Wenn schon im Mischraum eine starke Hydrolyse stattfindet, so haftet das Oxid auf der Unterlage schlecht und ist von pulverartiger Beschaffenheit. Deshalb hält man die Mündungen der koaxialen Rohre dicht über der Unterlage. Bei der beschriebenen Vorrichtung ergibt ein Abstand von etwa 13 bis 20 mm gute Ergebnisse.
In der Regel ist es wichtig, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Halogenidstromes höher gehalten wird als diejenige des Wasserdampf enthaltenden Gasstromes. Dieser Halogenidüberschuß bewirkt, daß die meisten Teilchenkollisionen in dem Mischraum Kollisionen von Halogenid und nicht von Halogenid mit Wasser sind. Infolge der Adsorption befindet sich auf der Unterlagenoberfläche reichlich Wasser für die Hydrolyse.
Pulverartige Ablagerungen können auch durch zu starke Erwärmung der Unterlage entstehen. In diesem Fall ist die Feuchtigkeitskonzentration auf der Unterlagenoberfläche zu klein. Dies bedeutet, daß ein größererAnteil der gesamten Hydrolyse sich zum Nachteil der Qualität der Schicht im Mischraum abspielt.

Die nachstehende Tabelle gibt die maximale, minimale und optimale Unterlagentemperatur für vier typische Oxide an. Die verwendete Vorrichtung war die in F i g. 1 dargestellte. Die Werte beziehen sich auf eine Halogeniddampftemperatur von 300° C. Die Strömungsgeschwindigkeit des Halogeniddampfes und des entsprechenden Trägergases (Argon) betrug in allen Fällen 1 cms/Min. Alle Flüssigkeitstemperaturen in den Vorlagen betrugen 20° C.

Tabelle 1

Verwendetes Unterlagentemperaturen in ° C

Gebildetes Oxid Unterlagenmaterial

Halogenid brauchbares brauchbares

Optimum i Minimum Maximum

Si02 S'Cl4 geschmolzener Quarz 110 20 125

A1203 A12CI6 geschmolzener Quarz 160 150 200

Ti02 T'C14 geschmolzener Quarz 150 20 200

Sn02 SnC14 geschmolzener Quarz 170 bis 180 20 200

Die Tabelle 2 zeigt Schichten einiger typischer Eigenschaften und die Bedingungen, unter welchen die Schichten hergestellt wurden. In diesen Fällen betrug die Halogenidtemperatur 200° C.

Tabelle 2

Schichteigenschaften

Zusammensetzung ....................... Si02 A1203 TiO..' Si02. A1203

Dielektrizitätskonstante (etwa) ............ 6 10 100 10

Verlustfaktor bei 1 kHz .................. 0,01 0,005 0,05 0,005

Leckstrom (Gleichstrom), Ampere bei 10 V 10-9 bis 10-16 10-I6bis 10-i1 10-5 bis 10-6 10-1sbis 10-t1

Bedingungen für das Schichtwachstum

Zusammensetzung ....................... Si0., A1203 Ti02 Si02 . A1203

Unterlage ............................... geschmolzener geschmolzener geschmolzener geschmolzener

Quarz

Quarz Quarz Quarz

Unterlagentemperatur, ° C ................ 110 160 150 160

Verwendetes Halogenid .................. SiC14 AI2CI6 TiC14 Sicl4 u. AI2C16

Argonströmung in der Halogenidvorlage,

cms/Min. ............................. 10 10 10 20 und 5

Argonströmung in der Wasservorlage,

cmsiMin. ............................. 5 0,5 5 15

Die Schichten nach Tabelle 2 sind klar und zeigen bei Kratzen glasartige Brüche. Röntgenstrahlanalyse ergab, daß sie keinen kristallinen Aufbau haben. Durch Eintauchen in starke Mineralsäuren werden sie nicht angegriffen.

Die F i g. 4 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von sehr dünnen Si02 Schichten auf Germaniumunterlagen. Die Vorrichtung und das entsprechende Verfahren werden hier als besondere Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung dieser Schichten auf Germanium beschrieben, es ist aber wahrscheinlich, daß diese Vorrichtung grundsätzlich auch für andere Oxide und Unterlagen verwendet oder dafür eingerichtet werden kann. Die Wachstumsgeschwindigkeit der Schicht ist bei Verwendung dieser Vorrichtung verhältnismäßig gering, aber da die benötigte S'02 Schichten sehr dünn sind, so lassen sie sich in angemessen kurzer Zeit herstellen.
Die Ablagerungskammer 16 der Figur weist ein gläsernes Ablagerungsrohr 17 auf, das an seinem einen Ende mit einer gläsernen Abschlußglocke 18 dicht verbunden ist. In der Ablagerungskammer sind Germaniumplättchen 19 zur Beschichtung durch das erfindungsgemäße Verfahren angeordnet. Die Abschlußglocke 18 kann von dem Ablagerungsrohr getrennt werden, so daß das Germanium 19 und die Tef(onplatte 20, auf der es ruht, je nach Bedarf leicht entfernt und wieder an ihre Stelle gesetzt werden können.
Bei Betrieb der Vorrichtung strömt Stickstoff durch die Gasleitung 21 und in die Vorlage 22, wo er beim Durchfließen durch Siliciumtetrachlorid mit diesem gesättigt wird. Das gesättigte Gas strömt in eine andere Leitung 23. Die Strömungsgeschwindigkeit wird mittels des Ventils 24 gesteuert und von dem Strömungsmesser 25 angezeigt.
Gleichzeitig strömt weiterer Stickstoff durch die Leitung 26 hindurch in eine andere Vorlage 27, die mit Wasser gefüllt ist, und wird dort mit Feuchtigkeit gesättigt. Auch hier wird die Strömungsgeschwindigkeit durch ein Ventil 28 und einen Strömungsmesser 29 gesteuert. Das feuchte Gas strömt in eine andere Leitung 30 hinein.
Die beiden gesättigten Gasströme treffen sich an der Verbindungsstelle 31, wo sie sich in dem kurzen Abschnitt der Leitung 32 miteinander vermischen, und strömen dann in die Ablagerungskammer 16.
Der gemischte Strom gesättigter Gase wird durch einen Satz Scheiben 33 mit kleinen Löchern 34 unterbrochen. Die Scheiben mit den Löchern bewirken eine bessere Verteilung des gasförmigen Materialstromes, wenn er in der Ablagerungskammer strömt, wodurch die Gleichmäßigkeit der Schicht erhöht wird.
Der Gasstrom strömt über die Germaniumplättchen 19, und auf deren Oberfläche entstehen durch die Hydrolyse des S'C14 mittels des adsorbierten Wassers dünne S'02 Schichten. Das adsorbierte Wasser wird entsprechend dem Verbrauch durch mittels des Stickstoffs eingebrachtes Wasser ersetzt. Durch die angeschlossene Austrittsleitung 35 verläßt das überschüssige Gas die Ablagerungskammer und kann wieder verwendet werden.
Es wurde festgestellt, daß die Schichten gleichmäßiger sind, wenn die Ablagerungskammer vor jedem Gebrauch von Luft befreit wird. Dies geschieht durch Spülen, indem geeignete Ventile 38, 39 geöffnet werden, so daß Stickstoff durch die Reinigungsleitung 40 und die Ablagerungskammer fließt.
Die nachstehend angegebenen Verfahrenswerte wurden bei Verwendung einer Vorrichtung mit einer Ablagerungskammer 16 von etwa 30,5 cm Länge und etwa 5 cm Innendurchmesser erhalten. Die Verteilervorrichtung bestand aus zwei senkrecht zur Längsachse der Ablagerungskammer angeordneten dünnen Molybdänscheiben 33. Diese waren durch Hochbiegen der Enden eines einzigen perforierten Metallstücks gebildet worden, so daß zwischen ihnen ein Abstand von etwa 4 cm bestand. Die über die ganze Scheibenoberfläche verteilten Löcher hatten einen Durchmesser von etwa 3 mm bei einem Abstand von rund 6 mm.
Zum Betrieb dieser Vorrichtung wurden die Ventile erst zur Reinigung eingestellt, so daß etwa 0,05 ms Stickstoff pro Stunde durch die Ablagerungskammer 16 flossen. Diese wurde geöffnet durch Abnehmen der Abschlußglocke 18, und die Teflonplatte 20 wurde aus dem Inneren der Ablagerungsröhre 17 herausgenommen. Die Teflonplatte 20, die etwa 6,3 X 32 X 152,5 mm mißt, wurde durch Auflegen von sauberen Germaniumplättchen 19 beschickt. Die Platte 20 wurde wieder mit dem Germanium in die Ablagerungsröhre 17 eingeschraubt und die Abschlußglocke an ihrer Stelle befestigt. Da Luft eindringt, wenn Ablagerungskammer und Abschlußglocke nicht an ihrem Platz sind, wurde der Stickstoff zur Reinigung der Vorrichtung 3 bis 4 Minuten lang weiter eingeleitet.
Nach vollständiger Reinigung und Abschaltung des Stickstoffstromes wurde mit Erzeugung der Oxidschicht begonnen. Die beiden mit SiC14 bzw. Wasser gesättigten Gasströme wurden in die Ablagerungskammer eingeleitet, indem Stickstoff mittels Ventilen in die SiC14 bzw. Wasser enthaltenden Vorlagen 22 bzw. 27 geleitet wurde. Die Gasströmungsgeschwindigkeit in die S'C14 Vorlage 22 betrug etwa 0,036 m3, diejenige in die Wasservorlage etwa 0,024 m3 pro Stunde.
Die Dicke der Si02 Schicht wird geschätzt durch Beobachten des Plättchens und Feststellung der Interferenzfarben zwischen dem von der Plättchenoberfläche und dem von der' Schicht reflektierten Licht. Die Plättchen wurden durch Beobachtung durch die Glaswand der Ablagerungsröhre 17 hindurch mit Hilfe eines Vergrößerungsglases bei guter Beleuchtung geprüft, bis ihre Oberflächenfarbe anzeigte, daß die gewünschte Dicke der S'02 Schicht erreicht war. Bei diesem Ausführungsbeispiel betrug die gewünschte Dicke 400 bis 500 Angström-Einheiten, und die diesen Bereich anzeigende Farbe ist Braun. Die Bildung dieser Schicht dauert etwa 20 Minuten.

Diese Vorrichtung wird zur Herstellung von S'02 Filmen von 2000 Angström-Einheiten Dicke selten benutzt. Die Interferenzfarben für Dicken bis zu 2000 Angström-Einheiten sind in der nachstehenden Tabelle 3 angegeben.

Tabelle 3

Farbe Dicke in

Angström-Einheiten

Hell bis Grau .............. 200

Grau bis Braun ............ 400

Braun bis Purpur .......... 800

Purpur bis Blau ............ 1400

Blau bis Grün ............. 1800

Grün bis Gelb ............. 2000

Ist die gewünschte Farbe erreicht, so werden der mit SiC14 gesättigte und der Wasser führende Gasstrom mittels Ventilen abgeschaltet, und die Vorrichtung wird wieder, wie beschrieben, mit 0,05 ms Stickstoff pro Stunde gereinigt. Nach 5 Minuten Reinigungsdauer wird die Abschlußglocke abgenommen, und die bearbeiteten Germaniumplättchen werden aus dem Ablagerungsrohr entnommen. Damit ist der Vorgang der Oxidschichtbildung auf diesen Plättchen abgeschlossen.

Die erforderlichen Abmessungen der Mischkammer nach F i g. 1 sind bei der Vorrichtung gemäß F i g. 4 nicht unbedingt notwendig, weil hier die Tendenz, daß sich die Hydrolyse in der Dampfphase abspielt, sehr viel geringer ist, da die niedrigeren Temperaturen der sich vermischenden Gase die Umsetzung nicht begünstigen. Bei niedrigen Gastemperaturen ist es wahrscheinlich, obwohl die Bedingungen auf den Unterlagenoberflächen die Bildung von Sioz begünstigen, daß- die in erster Linie an der Oberflächenumsetzung beteiligten Halogeniddampfteilchen diejenigen mit der höheren kinetischen Energie sind. Im allgemeinen werden Halogenidteilchen von hoher Energie bei Auftreffen auf eine feuchte Oberfläche schnell hydrolysiert, während Halogenidteilchen von geringerer Energie in geringerem Maße an der Oxidbildung beteiligt sind.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Aufbringen einer festhaftenden Schicht aus Metalloxid von hohem Reinheits grad auf einer Unterlage durch Umsetzen eines oder mehrerer hydrolysierbarer Metallverbindungen mit Wasserdampf, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß ein gasförmiges, gegebenenfalls erwärmtes Gemisch aus einem oder mehreren hydrolysierbaren Metallhalogeniden in einem Inertgasstrom und einem Wasserdampf enthaltenden Intergasstrom über eine Unterlage geleitet wird, deren Temperatur so hoch eingestellt ist, daß an ihrer Oberfläche Wasser adsorbiert wird, jedoch die bei der Hydrolyse entstehenden Nebenprodukte sich verflüchtigen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als hydrolysierbare Metallhalogenide ein oder mehrere Halogenide von Silicium, Aluminium und/oder Titan verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Unterlage zwischen 20 und 200° C gehalten wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasgemisch verwendet wird, das einen überschuß an Metallhalogenid gegenüber dem Wasserdampf aufweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ströme mit dem gasförmigen Metallhalogenid und dem Wasserdampf getrennt zugeführt und erst unmittelbar vor der Unterlage gemischt werden.
6. Verfahren nach einem der . Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Metallhalogenidstromes höher gehalten wird als die Strömungsgeschwindigkeit des Wasserdampfstromes.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bestehend aus einem Reaktionsgehäuse mit einem Halter für die zu überziehende Unterlage und Zuführungsrohren für die Gasströme, gekennzeichnet durch koaxiale Zuführungsrohre (7, S, 9) die durch die Wandung des Gehäuses (5) führen und kurz-oberhalb der Unterlage (3) münden.