DE1928348A1

DE1928348A1 - Verfahren zum Herstellen einer zur Verdampfung von Stoffen dienenden Unterlage

Info

Publication number: DE1928348A1
Application number: DE19691928348
Authority: DE
Inventors: Peter Rheinberger
Original assignee: Balzers and Pfeiffer Hochvakuum GmbH
Current assignee: Balzers Hochvakuum GmbH
Priority date: 1968-07-29
Filing date: 1969-06-04
Publication date: 1970-02-12
Also published as: FR2016830A1; FR2016830B1; NL6812072A; GB1215905A; CH495432A; AT287429B

Description

"BALZERS + PFEIFFER HOCHVAKUUM GMBH, HEINRICH-HERTZ-STRASSE-

6 FRANKFURT (MAIN) 90

Verfahren zum Herstellen einer zur Verdampfung von Stoffen dienenden Unterlage

Die Erfindung findet Anwendung auf die Herstellung einer zur Verdampfung von Stoffen, vorzugsweise in der Vakuumaufdampftechnik, dienenden Unterlage. Es besteht die Aufgabe, Unterlagen bereit zu stellen, welche gestatten, den zu verdampfenden Stoff auf eine zur Verdampfung hinreichende Temperatur zu bringen, ohne dass sie hiebe! teilweise selbst nitverdampf en oder mit dem zu verdampfenden Stoff chemisch reagieren ι Vor alle« soll eine Verunreinigung der herzustellenden Schichten durch das Material der Unterlage oder durch Reaktionsprodukte vermieden werden. Die chemische Reaktion zwischen dem Verdampfungsgut und der Unterlage führt ausserdem zu deren raschen Zerstörung.

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Es ist (aus der Deutschen Patentschrift 883 692) ein Verfahren zum Verdampfen von Metallen wie Aluminium, Zink, Kupfer und dgl. im Vakuum aus einen aus Kohle bestehenden Verdampfer bekannt geworden, wobei vor oder bei Inbetriebnahme und gegebenenfalls von Zelt zu Zelt während des Betriebes dem zu verdampfenden Metall hochschmelzendes Metall wie Wolfram, Tantal', Molybdän und dgl. vorzugsweise in Form eines oder mehrerer Stücke zugefügt wird, dessen Schmelztemperatur über der des geheizten Kohleverdampfers liegt, das aber infolge des Beiseins de3 zu verdampfenden Metalls unter Bildung einer Legierung oder dgl. schmilzt, Infolge seines geringen Dampfdruckes aber nicht oder nur sehr wenig verdampft. Nach dem bekannten Vorschlag sollte dieses Verfahren auch bei Drücken unterhalb ein Tausendstel Atmosphären oder in einer entsprechenden Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden. Zu seiner Durchführung wurde vorzugsweise ein durch direkten Stromdurehgang erhitzter Kohlestab benutzt, der in der Hitte verjüngt und zweckmäslgerwelse rund ist, so dass das zu verdampfende Gut tropfenartig an seinem verjüngten Teil hängt, wobei der den Kohleetab erhitzende Strom über seine Einspannungen, die als Elektroden ausgebildet sind, zugeführt wird.

Da* bekannte Verfahren war in erster Linie für die Verdampfung von Aluminium entwickelt worden. Für seine Wirkungsweise war es als «esentlich erachtet worden, dass sich nach vollständiger Verdampfung des zu verdampfenden Metalles auf der aus Kohle bestehenden Unterlage ein poröser, teilweise aus dem Karbid des zugefügten hochschmelzenden Metalles bestehender Ueberzug bildet, der bei erneuter Beschickung dochtartige Eigenschaften besitzt und das zu verdampfende Metall 'aufzusaugen in der Lage ist. Es sollte auf diese Welse eine gute Benetzung des Verdampfers und damit «ine grö»sere VerdampfunssflKche erzielt werden, 1« bei gleichem Dampfbedarf die Temperatur des Verdampfers geringer halten und damit seine Lebensdauer entsprechend xerlängern zu können.

Die Erfindung hat sich ebenfalls zur Aufgabe gestellt, eine Unterlage für die Vodampfung von Stoffen zu schaffen, welche eine lange Lebensdauer aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verdampfungsunterlage zu schaffen, bei deren Gebrauch In der Vakuumaufdampftechnik zur Herstellung . von auf Träger niederzuschlagenden Schichten letztere nicht verunreinigt werden. ·

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Das erfindungsgemässe Verfahren zu» Herstellen einer zur Verdampfung

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Stoffen dienenden Unterlage, wobei auf einem Trägerkörper vor Benutzung als Verdampfungsunterlage ein Karbidüberzug gebildet wird, 1st dadurch gekennzeichnet, dass ein Trägerkörper verwendet v.'ird, dessen später mit der Schmelze des zu verdampfenden Stoffes in Berührung kommender Teil der Oberfläche aus pyrolytischem Graphit besteht.

Das Aufbringen des Karbidüberzuges kann in einfachster Weise dadurch geschehen, dass das Metall, aus dem das Karbid gebildet werden soll, auf >. einem Trägerkörper aus pyrolitischem Graphit oder einem solchen, dessen später mit dem zu verdampfenden Stoff in Berührung kommender Teil der Oberfläche mit einem üeberzug auf pyrolytlschen. Graphic versehen lot, geschmolzen wird, wodurch sich eindichter Karbidüberzug auf dem Trägerkörper bildet.

Insbesondere hat sich bewährt, auf diese Weise auf einem Triigerkörper einen dichten Ueberzug aus Zirkonkarbid oder Hafniumkarbid aufzubringen, indem bdspielswcise in einsm aus pyrolytischem Graphit bestehenden Verdampferschiffchen eine kleine, zur Bildung des Ueberzu^s gerade hinreichende Menge von Zirkon bzw. Hafnium erschmolzen wird. Auf diese Weise wurden Verdanpferunterlagen erhalten, welche eine wesentlich höhere Lebensdauer aufweisen, als sie bekannte Verdanpferunterlagen au3 pyrolytischem Graphit Jedoch ohne KarbldUberzug oder Unterlagen, welche nach dem obenbeschriebenen bekannten Verfahren durch Zugabe von hoehscrcelzendea Metall "während dos Gebrauches als Verdampfer mit einem saugfäht«ien Karbidüberzug versehen worden Baren, erfahrungsgcmüss besitzen.

Die Leistungsfähigkeit erfindunssgemiiss hergestellter Verdampferunterlaien zeigt sich darin, dass es mit ihnen cöglich ist, bis zu 2o Chargen von Nickel, Insgesamt etwa loo g Nickel aus dem vorhin erwähnten, alt einem Zlrkonüberzug versehenen Schiffchen aus pyrolytischom Graphit zu verdampfen, wogegen solche Schiffchen ohne überzug höchstens die Verdampfung von dem vierten Teil der genannten IIickelmenge aushielten. Ein noch besseres Er«· gebai3 wurde für Silizium erzielt, welches bi-jher wegen Zerstörung der

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Unterlage der Verdampfung grosse Schwierigkeiten breitete.

Es zeigt sich auch, dass ein Karbidüberzug, der im lajrrisatz zu dem eingangs erwähnten Verfahren nicht aus einer das karbii'jilu^nde Metall enthaltenden Legierung heraus gebildet >/ird sondern dur^.t Einschmelzen eines Stückes des reinen hochschnelzenden Metalles erzeugt v.ird, keinen dochtartigen Charakter aufweist sondern dicht ist.

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Claims

19283*8 PATENTAN SPRUEC HE

1. Verfahren zum Herstellen einer zur Verdampfung von otoffen dienenden Unterlage, wobei auf einem Trägerkörper vor Benutzung als Verdampfungsunterlage ein Karbidüberzug gebildet wird, d adurch gekennzeichnet, dass ein Trägerkörper verwendet wird, dessen später mit der üchinelze des zu verdampfenden Stoffes in Berührung kommender Teil der Oberfläche aus pyrolytischem Graphit besteht.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, dass der Karbidüberzug durch Erschmelzen eines karbidbildenden Metalles auf dem genannten Teil der Oberfläche erzeugt wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e η nzeichne t,dass auf dem Trägerkörper ein dichter Ueberzug aus Zirkonkarbid erzeugt wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1,· dadurch gekennz e i chne t, dass auf dem Trä^erkörper ein dichter Ueberzug aus Hafniumkarbid erzeugt wird.

5. Nach dem Verfahren nach Patentanspruch 1 hergestellte Unterlage zur Verdampfung von Stoffen, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Trägerkörper aus pyrolytichem Graphit besteht, dessen bei der späteren Benutzung als Verdampfer mit dem zu verdampfenden Stoff in Berührung kommender Teil der Oberfläche einen dichten Karbidüberzug trägt.

PR 6848

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