DE19852325C1 - Verfahren zum Erzeugen eines kontinuierlichen Dampfstromes enthaltend eine Verbindung, in der Gallium in einwertiger Form vorliegt, Verdampfungstiegel zum Verdampfen einer Substanz sowie Verwendung des Verdampfungstiegels in einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung - Google Patents
Verfahren zum Erzeugen eines kontinuierlichen Dampfstromes enthaltend eine Verbindung, in der Gallium in einwertiger Form vorliegt, Verdampfungstiegel zum Verdampfen einer Substanz sowie Verwendung des Verdampfungstiegels in einer VakuumbeschichtungsvorrichtungInfo
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Abstract
Verfahren zum Erzeugen eines kontinuierlichen Dampfstromes, enthaltend eine Verbindung, in der Gallium in einwertiger Form vorliegt, im Rahmen eines Vakuumbeschichtungsverfahren zur Vakuumbeschichtung eines Substrates, bei welchem Verfahren eine Gallium in 2- oder 3-wertiger Form enthaltende Verdampfungssubstanz, die zusammen mit metallischem Gallium in einem allseitig geschlossenen eine Dampfstromaustrittsöffnung aufweisenden Verdampfungstiegel angeordnet wird, verdampft und der Dampf mit dem metallischen Gallium in Kontakt gebracht wird, wobei das 2- oder 3-wertige Gallium zu 1-wertigem Gallium reduziert wird und anschließend über die Dampfstromaustrittsöffnung in Richtung des Substrates austritt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines kon
tinuierlichen Dampfstromes enthaltend eine Verbindung, in der
Gallium in einwertiger Form vorliegt im Rahmen eines Vakuum
beschichtungsverfahrens zur Vakuumbeschichtung eines
Substrats.
Einwertiges Gallium (Ga1+) wird häufig als Dotierungssubstanz
in Röntgenabsorbermaterialien, z. B. CsBr oder RbBr für Spei
cherleuchtstoffe verwendet. Damit beschichtete Substrate wer
den z. B. für Strahlungsdetektoren für röntgentechnologische
Anwendungen benötigt. Das einwertige Gallium wird als GaBr
aufgebracht, wobei GaBr chemisch nicht isolierbar ist. Um
dennoch eine Dotierung zu erreichen, ist in US 573 60 69 als
Ausgangsstoff GaCl vorgeschlagen, welches mit metallischem Ga
und dem Röntgenabsorbermaterial CsBr vermengt wird. Dieses
Gemisch wird bei 400°C getrocknet, wonach bei hoher Tempera
tur (z. B. 925°C) ein Einkristall des Leuchtstoffes gezüchtet
wird. Der pulverförmige Leuchtstoff wird durch Mahlen des
Einkristalls gewonnen und in einer Lösung eines Bindesmittels
(z. B. Polyethylacrylat) in einem Lösungsmittel (z. B. Ethyl
acetat) dispergiert und auf die Trägerfolie beschichtet, bei
spielsweise durch Gießen, Rollen oder Sedimentieren. Schich
ten hoher Qualität lassen sich hierdurch nicht herstellen.
Normalerweise werden gute Röntgenabsorberschichten im Rahmen
eines Vakuum-Aufdampfverfahrens hergestellt, d. h., das Rönt
genabsorbermaterial wird in einer Verdampfungsvorrichtung zu
nächst verdampft und lagert sich auf dem Träger ab. Einer
Aufbringung der einwertiges Gallium enthaltenden Dotierungs
substanz, bei der sich um GaBr, aber auch um GaJ handeln
kann, mittels eines Vakuumbeschichtungsverfahrens stehen die
hohen Dampfdrucke der hierfür erforderlichen Ausgangsmate
rialien, nämlich der 2- oder 3-wertigen Gallium-Halogenidver
bindung sowie des metallischen Galliums hindernd entgegen, da
diese im Vakuum bei üblichen Aufdampftemperaturen im Bereich
mehrerer einhundert Grad schlagartig verdampfen würden, noch
bevor die Reaktion der Ausgangsmaterialien unter Bildung des
Dotierstoffes eingesetzt hat. Infolgedessen ist eine Dotie
rung mit einwertigem Gallium im Rahmen einer Vakuumbeschich
tung und insbesondere eine gleichzeitige Erzeugung der Rönt
genabsorberschicht und das Einbringen der Dotierung im Rahmen
einer Co-Verdampfung bislang nicht möglich.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren anzu
geben, das trotz der eingangs beschriebenen Probleme die Er
zeugung eines kontinuierlichen, Dotierungssubstanz enthalten
den Dampfstromes auch im Vakuum ermöglicht, so daß eine Vaku
umdotierung möglich ist.
Zur Lösung dieses Problems ist ein Verfahren zum Erzeugen ei
nes kontinuierlichen Dampfstromes enthaltend eine Verbindung,
in der Gallium in einwertiger Form vorliegt im Rahmen eines
Vakuumbeschichtungsverfahren zur Vakuumbeschichtung eines
Substrates vorgesehen, bei dem eine Gallium in einer 2- oder
3-wertigen Form enthaltende Verdampfungssubstanz, die zusam
men mit metallischem Gallium in einem allseitig geschlossenen
eine Dampfstromaustrittsöffnung aufweisenden Verdampfungstie
gel angeordnet wird, verdampft und der Dampf mit dem metalli
schen Gallium in Kontakt gebracht wird, wobei das 2- oder 3-
wertige Gallium zu 1-wertigem Gallium reduziert wird und an
schließend über die Dampfstromaustrittsöffnung in Richtung
des Substrats austritt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren sind die Reaktionskomponen
ten, also die Verdampfungssubstanz bestehend aus einer Galli
umverbindung, insbesondere einem Gallium-Halogenid, bei dem
das Gallium in 2- oder 3-wertiger Form vorliegt, sowie das
metallische Gallium in einem geschlossenen Verdampfungstiegel
angeordnet, wo die Verdampfung der Verdampfungssubstanz sowie
die eigentliche Reaktion erfolgt. An dem Tiegel ist lediglich
eine sehr kleine Dampfstromaustrittsöffnung vorgesehen, über
die der die Dotierungssubstanz, also beispielsweise das GaBr
enthaltene Dampfstrom austreten kann. Da die Reaktionssub
stanzen in einem geschlossenen, lediglich eine kleine Öffnung
aufweisenden Tiegel vorhanden sind, wird trotz der gegebenen
Temperatur ein schlagartiges Verdampfen verhindert, da die
sich im Inneren ergebenden Druckverhältnisse eine vollstän
dige Verdampfung verhindern. Es kann in dem geschlossenen
Reaktionsraum eine hinreichende Reaktion der dampfförmig vor
liegenden Verdampfungssubstanz und des metallischen Galliums
stattfinden, so daß ein kontinuierlicher, die Dotierungssub
stanz enthaltender Dampfstrom erzeugt werden kann, der über
die Austrittsöffnung in das Vakuum und in Richtung des
Substrats austritt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht
es also, im Rahmen eines Vakuumbeschichtungsverfahrens inner
halb einer Vakuumbeschichtungsanlage, in der Vakuum vorliegt,
kontinuierlich den Dotierstoffdampfstrom zu erzeugen.
Die Verdampfungssubstanz kann erfindungsgemäß im Verdamp
fungstiegel auf einer ersten Ebene und das metallische Gal
lium auf einer darüberliegenden zweiten Ebene angeordnet wer
den, so daß die Verdampfungssubstanz getrennt vom metalli
schen Gallium verdampft wird, mit diesem jedoch innerhalb des
Tiegels in Kontakt kommt und reagiert. Alternativ hierzu kann
erfindungsgemäß die Verdampfungssubstanz mit dem metallischen
Gallium auch vermischt werden, so daß die Verdampfungssub
stanz im metallischen Gallium verdampft wird und sich eine
unmittelbare Reaktion einstellt. Die Reaktionstemperatur zur
Reduktion liegt zwischen 250°C und 950°C, insbesondere zwi
schen 300°C und 900°C. Je höher die Temperatur, desto voll
ständiger die Reaktion, bevorzugt sollte die Reaktionstempe
ratur, bei welcher also die dampfförmige Verdampfungssubstanz
und das metallische Gallium reagieren, bei ca. 500°C liegen.
Um im Rahmen der Erfindungsausgestaltung, bei welcher die
Verdampfung der Verdampfungssubstanz getrennt vom metalli
schen Gallium erfolgt, zu vermeiden, daß die Substanz zu
schnell verdampft, kann erfindungsgemäß zwischen dem metalli
schen Gallium und der Verdampfungssubstanz ein Temperaturgra
dient von 300°C bis 500°C, insbesondere von 350°C bis 450°C
eingestellt werden, wozu erfindungsgemäß die Verdampfungssub
stanz gekühlt und/oder das metallische Gallium erwärmt werden
kann. Auf diese Weise ist es also möglich, einerseits zur Er
niedrigung des Dampfdrucks die Verdampfungssubstanz zu küh
len, andererseits aber im Bereich, in dem die Reaktion statt
findet, die Reaktionstemperatur einzustellen.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn erfindungsgemäß der Ver
dampfungstiegel im Bereich der Dampfaustrittsöffnung gekühlt
wird, was ebenfalls dazu führt, daß dort lokal eine Dampf
druckerniedrigung erfolgt. Dies führt dazu, daß der beim Aus
tritt durch die Dampfaustrittsöffnung stattfindende Entspan
nungsprozess des Teilchendampfes beim Austritt in das Vakuum
"schwächer" ausfällt, es treten weniger Teilchenstöße im Rah
men der Entspannung auf, die Dampfteilchen können geradlini
ger in Richtung des Substrates fliegen. Einem Auseinander
driften und "Verschmieren" des Dampfstromes kann so entgegen
gewirkt werden, es läßt sich ein relativ scharfer Dampfstrom
in Richtung des Substrats einstellen. Um sowohl einen Aufbau
der erforderlichen Druckverhältnisse im Inneren des Tiegels
zu ermöglichen, wie auch einen hinreichend scharfen Dampf
stromstrahl zu erzeugen, wird zweckmäßigerweise ein Verdamp
fungstiegel verwendet, dessen Dampfstromaustrittsöffnung ei
nen Durchmesser zwischen 2 µm und 2 mm, insbesondere 5 µm und
1,5 mm, vorzugsweise zwischen 10 µm und 1 mm aufweist. Es
können auch mehrere solcher kleinen Dampfaustrittsöffnungen
vorgesehen sein. Der verwendete Verdampfungstiegel sollte aus
einem mit der Verdampfungssubstanz und/oder dem metallischen
Gallium nicht reagierenden oder davon nicht benetzbaren Mate
rial, insbesondere aus Graphit, Aluminiumoxid oder Bornitrid
bestehen. Gemäß einer weiteren Erfindungsausgestaltung kann
die Verdampfungssubstanz vor, während oder nach der Aufdamp
fung eines Beschichtungsmaterials, mit dem das Substrat be
schichtet wird/ist, insbesondere einem Röntgenabsorbermate
rial, aufgedampft werden, d. h., es ist möglich, in einer ge
meinsamen Verdampfungsanlage beispielsweise zunächst das
Röntgenabsorbermaterial aufzudampfen, und anschließend die
Dotierungssubstanz, weiterhin ist eine umgekehrte Aufdampf
reihenfolge möglich, sowie besonders zweckmäßig auch eine
gleichzeitige Verdampfung und damit Beschichtung des
Substrats mit der Gallium in einwertiger Form enthaltenden
Verdampfungsverbindung und dem Röntgenabsorbermaterial mög
lich ist. Es kann also mit besonderem Vorteil eine Co-Ver
dampfung vorgenommen werden.
Daneben betrifft die Erfindung ferner einen Verdampfungstie
gel zum Verdampfen einer Substanz, insbesondere einer galli
umhaltigen Substanz im Rahmen eines Vakuumbeschichtungsver
fahrens, geeignet zur Verwendung bei einem Verfahren der vor
genannten Art. Dieser Verdampfungstiegel zeichnet sich erfin
dungsgemäß dadurch aus, daß er wenigstens einen Raum zur Auf
nahme wenigstens einer Verdampfungssubstanz und wenigstens
einer chemisch auf den Substanzdampf einwirkenden weiteren
Substanz aufweist und allseitig verschließbar oder verschlos
sen ist, wobei an einer Seite wenigstens eine Dampfstrom
austrittsöffnung mit einem Durchmesser von weniger als 2 mm,
insbesondere von weniger als 1 mm vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß können zwei übereinander liegende, voneinan
der mittels einer dampfdurchlässigen Trennwand getrennte
Räume vorgesehen sein, wobei der untere Raum zur Aufnahme der
Verdampfungssubstanz und der obere Raum zur Aufnahme der wei
teren Substanz vorgesehen ist. Die Trennwand kann erfindungs
gemäß von einem Draht- oder Lochgitter od. dgl. oder von einer
eine oder mehrere Öffnungen aufweisenden deckelartigen
Abdeckung gebildet sein, wobei die Trennwand zweckmäßiger
weise aus einem mit der weiteren Substanz und/oder dem
Substratdampf nicht reagieren und/oder davon nicht benetzba
ren Material besteht. Ist der obere Raum insbesondere zur
Aufnahme metallischen Galliums geeignet, kann die Trennwand
erfindungsgemäß aus Graphit oder Aluminiumoxid bestehen.
Erfindungsgemäß kann ferner wenigstens eine Heizeinrichtung
zum Erwärmen eines Bereichs des Tiegels vorgesehen sein, wel
che zweckmäßigerweise im Bereich des Badens, gegebenenfalls
des unteren Raums, oder aber im Bereich der Trennwand vorge
sehen ist. Weiterhin kann erfindungsgemäß wenigstens eine
Kühleinrichtung zum Kühlen eines Bereichs des Tiegels vorge
sehen sein, die im oberen Tiegelbereich, insbesondere im Be
reich der Dampfaustrittsöffnung angeordnet sein kann. Der
obere Raum selbst kann mit einer die Dampfaustrittsöffnung
aufweisenden deckelartigen Abdeckung verschließbar sein. Der
Tiegel selbst, wie auch gegebenenfalls die obere deckelartige
Abdeckung kann aus Graphit, Aluminiumoxid oder Bornitrid be
stehen.
Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung des Verdampfungtiegels in einer Vorrichtung zum Vaku
umbeschichten eines Substrats mit einem Verdampfungsmaterial.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er
geben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbei
spielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 in Form einer Prinzipskizze eine Vorrichtung zum
Vakuumbeschichten,
Fig. 2 einen Verdampfungstiegel einer ersten
Ausführungsform,
Fig. 3 einen Verdampfungstiegel einer zweiten
Ausführungsform, und
Fig. 4 einen Verdampfungstiegel einer dritten Ausführungs
form.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Vakuumbeschichten 1, die
lediglich in grob schematisierter Form angegeben ist. Die
Vorrichtung umfaßt ein Vakuumgehäuse 2, in dem das Substrat
3, das zu beschichten ist, angeordnet werden kann. Diesem
Substrat 3 ist eine Heizeinrichtung 4 zugeordnet, über die
das Substrat 3 erwärmbar ist. Ferner ist ein erster Verdamp
fungstiegel 5 mit zugeordneter Heizeinrichtung 6 vorgesehen,
in dem beispielsweise das Röntgenabsorbermaterial, welches
auf das Substrat 3 abgeschieden werden soll, angeordnet ist
und verdampft werden kann. Ferner ist ein weiterer Verdamp
fungstiegel 7 vorgesehen, dem im gezeigten Beispiel lediglich
exemplarisch ebenfalls eine Heizeinrichtung 8 zugeordnet ist.
In diesem Verdampfungstiegel 7 befinden sich die Reaktions
komponenten für die Erzeugung des Dotierstoffdampfstromes,
welcher ebenfalls auf dem Substrat 3 abgeschieden wird. Fer
ner ist eine Steuerungseinrichtung 9 sowie eine Pumpenein
richtung 10 gezeigt, wobei die Steuerungseinrichtung 9 bei
spielsweise zur Steuerung sämtlicher Heizeinrichtungen 4, 6,
8 wie auch zur Steuerung der Pumpe 10, mittels welcher im
Vakuumgehäuse 2 das Vakuum erzeugt wird, dient.
Fig. 2 zeigt einen Verdampfungstiegel 7' einer ersten Ausfüh
rungsform. Dieser Verdampfungstiegel 7' besteht aus einem
Tiegelgehäuse 11, bestehend vorzugsweise aus Bornitrid, Alu
miniumoxid oder Graphit. Im Inneren des Verdampfungstiegel 7'
sind im gezeigten Beispiel die Verdampfungssubstanz 12, bei
spielsweise GaBr2 oder GaBr3 sowie die weitere Substanz 13,
beispielsweise metallisches Gallium, angeordnet. Im Bereich
des Bodens ist im gezeigten Beispiel eine Heizeinrichtung 14
vorgesehen, mittels welcher es möglich ist, die Materialien
12, 13 zu erwärmen. Dies führt dazu, daß die Verdampfungssub
stanz 12 verdampft, der Substanzdampf kommt unmittelbar in
Kontakt mit der weiteren Substanz 13 und kann mit dieser zur
Erzeugung der Dotierstoffverbindung reagieren.
Werden beispielsweise als Verdampfungssubstanz GaBr2 oder
GaBr3 und als weitere Substanz metallisches Ga verwendet, so
wird die dampfförmige Verdampfungssubstanz von dem metalli
schen Gallium reduziert, was sich folgendermaßen beschreiben
läßt:
2 GaBr2 (gasförmig) + 2 Ga (flüssig) → 4 GaBr (gasförmig)
2 GaBr3 (gasförmig) + 4 Ga (flüssig) → 6 GaBr (gasförmig)
2 GaBr3 (gasförmig) + 4 Ga (flüssig) → 6 GaBr (gasförmig)
Der auf diese Weise erzeugte Dotierstoffdampf enthaltenen
GaBr tritt über die Dampfaustrittsöffnung 15, die an einer
auf das Tiegelgehäuse 11 aufsetzbaren deckelartigen Abdeckung
16 ausgebildet ist, in das Vakuum des Vorrichtungsgehäuses 2
aus in Richtung des Substrats 3. Der Durchmesser der Dampf
austrittsöffnung liegt zweckmäßigerweise im Bereich zwischen
10 µm und 1 mm. Auch die deckelartige Abdeckung 16 ist aus
dem vorbeschriebenen Material. Ihr kommen neben dem Ver
schließen zwei weitere Funktionen zu. Zum einen wird mittels
der dort vorgesehenen Dampfaustrittsöffnung der Dampfstrom
kanalisiert und mengenmäßig begrenzt, da die aus dem Inneren
des Verdampfungstiegels 7' austretende Menge abhängig von dem
Durchmesser der Öffnung 15 ist, andererseits dient die Ab
deckung 16 auch als Schutz des Substrates gegen Spritzer des
metallischen Galliums beim Freiwerden des gasförmigen GaBr.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Verdamp
fungstiegels 7". Dieser weist eine horizontale Trennwand 17
auf, die das Tiegelinnere in zwei Räume 18, 19 teilt. Im un
teren Raum 18 befindet sich die Verdampfungssubstanz, also
beispielsweise das GaBr2 oder GaB3, im oberen Bereich die
weitere Substanz, also beispielsweise das metallische Gal
lium. Die Trennwand ist für den Substratdampf der Verdamp
fungssubstanz durchlässig, so daß dieser mit der oberen Sub
stanz reagieren kann. Hierzu ist die Trennwand 17 als Draht
gitter oder auch als Lochdeckel ausgebildet und besitzt eine
Reihe von Durchbrechungen, wobei der Durchmesser vorzugsweise
zwischen 0,5 bis 5 mm liegen sollte. Wird im oberen Raum 19
metallisches Gallium eingegeben, so verhindert die hohe Ober
flächenspannung ein Tropfen durch die Löcher der Trennwand 17
in den unteren Bereich 18. Die Trennwand 17 sollte aus einem
mit keiner der im Verdampfungstiegel befindlichen Substanz
reagieren oder von dieser benetzbar sein. Hierzu eignen sich
Aluminiumoxid oder Graphit im Falle der Verwendung der ge
nannten Gallium-Substanzen. Ansonsten entspricht der Tiegel
aufbau dem gemäß Fig. 2.
Schließlich zeigt Fig. 4 eine dritte Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Verdampfungstiegels 7'''. Dieser zeigt den
aus Fig. 3 bekannten Mehrkammeraufbau. Im Bereich unterhalb
des unteren Raumes 18 ist bei dieser Ausführung eine Kühlein
richtung 20 vorgesehen, mittels welcher es möglich ist, die
sen Bereich gegenüber dem übrigen Bereich des Tiegels zu küh
len, also auf eine niedrigere Temperatur zu bringen.
Im Bereich der Trennwand 17 ist eine Heizeinrichtung 21 vor
gesehen, die es ermöglicht, den Bereich des metallischen Gal
liums auf eine höhere Temperatur zu erwärmen, beispielsweise
auf ca. 500°C. Hierdurch ist es also möglich, zwischen dem
Bereich des flüssigen Galliums und der Verdampfungssubstanz
einen Temperaturgradienten, beispielsweise von 350°C bis
450°C, zu erzeugen. Dies führt insbesondere dazu, daß die
Verdampfungssubstanz im festen Zustand erhalten bleiben kann
und nicht schnell verdampft. Dabei versteht es sich, daß die
"Kühleinrichtung" 20 natürlich auch eine Art Heizeinrichtung
sein kann, mittels welcher es möglich ist, den dortigen Be
reich auf eine, verglichen mit der Temperatur im Bereich der
Trennwand 17, geringere Temperatur zu erwärmen.
Wie Fig. 4 ferner zu entnehmen ist, ist im Bereich der
Dampfaustrittsöffnung 15 eine weitere Kühleinrichtung 22 vor
gesehen, mittels welcher es möglich ist, diesen Bereich zu
kühlen, wobei es sich hier natürlich wiederum um eine Erwär
mungseinrichtung handeln kann, die zu einer vergleichsweise
niedrigen Erwärmung führt. Hierdurch ist es möglich, lokal
den in diesem Bereich herrschenden Dampfdruck zu erniedrigen,
so daß der eintretende Entspannungsvorgang des Dotierstoff
dampfstroms beim Austritt in das Vakuum gering ist und eine
expansionsbedingte Aufweitung des Dampfstromstrahles zum
Substrat hin vermieden wird. Schließlich bleibt festzuhalten,
daß sämtliche Heiz- und Kühleinrichtungen über die Steue
rungseinrichtung 9 (siehe Fig. 1) gesteuert werden können.
Claims (22)
1. Verfahren zum Erzeugen eines kontinuierlichen Dampfstro
mes enthaltend eine Verbindung, in der Gallium in einwertiger
Form vorliegt im Rahmen eines Vakuumbeschichtungsverfahrens
zur Vakuumbeschichtung eines Substrates, bei welchem Verfah
ren eine Gallium in 2- oder 3-wertiger Form enthaltende Ver
dampfungssubstanz, die zusammen mit metallischem Gallium in
einem allseitig geschlossenen, eine Dampfstromaustrittsöff
nung aufweisenden Verdampfungstiegel angeordnet wird, ver
dampft und der Dampf mit dem metallischen Gallium in Kontakt
gebracht wird, wobei das 2- oder 3-wertige Gallium zu 1-wer
tigem Gallium reduziert wird und anschließend über die
Dampfstromaustrittsöffnung in Richtung des Substrats aus
tritt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verdampfungssubstanz im
Verdampfungstiegel auf einer ersten Ebene und das metallische
Gallium auf einer darüberliegenden zweiten Ebene angeordnet
werden, so daß die Verdampfungssubstanz getrennt vom metalli
schen Gallium verdampft wird, oder daß die Verdampfungssub
stanz mit dem metallischen Gallium vermischt wird, so daß die
Verdampfungssubstanz im metallischen Gallium verdampft wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Reaktionstemperatur
zur Reduktion zwischen 250°C und 950°C, insbesondere zwischen
300°C und 900°C liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Verdampfung
getrennt erfolgt, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen dem metallischen Gallium und der Ver
dampfungssubstanz ein Temperaturgradient von 300°C bis 500°C,
insbesondere von 350°C bis 450°C eingestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Einstellung des Tempera
turgradienten die Verdampfungssubstanz gekühlt und/oder das
metallische Gallium erwärmt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ver
dampfungstiegel im Bereich der Dampfaustrittsöffnung gekühlt
wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Ver
dampfungstiegel verwendet wird, dessen Dampfstromaustritts
öffnung einen Durchmesser zwischen 2 µm und 2 mm, insbesondere
5 µm und 1,5 mm, vorzugsweise zwischen 10 µm und 1 mm aufweist.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Ver
dampfungstiegel aus einem mit der Verdampfungssubstanz
und/oder dem metallischen Gallium nicht reagierenden oder da
von nicht benetzbaren Material, insbesondere aus Graphit,
Aluminiumoxid oder Bornitrid verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ver
dampfungssubstanz eine Gallium-Bromid- oder eine Gallium-
Indium-Verbindung ist.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gal
lium in einwertiger Form enthaltende Verdampfungsverbindung
vor, während oder nach der Aufdampfung eines Beschichtungs
material, insbesondere des Röntgenabsorbermaterials aufge
dampft wird.
11. Verdampfungstiegel zum Verdampfen einer Substanz, insbe
sondere einer galliumhaltigen Substanz im Rahmen eines Vaku
umbeschichtungsverfahrens, geeignet zur Verwendung bei einem
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Tiegel (7', 7", 7''')
wenigstens einen Raum zur Aufnahme wenigstens einer Verdamp
fungssubstanz (12) und wenigstens einer chemisch auf den Sub
stanzdampf einwirkenden weiteren Substanz (13) aufweist und
allseitig verschließbar oder verschlossen ist, wobei an einer
Seite wenigstens eine Dampfstromaustrittsöffnung (15) mit
einem Durchmesser von weniger als 2 mm, insbesondere weniger
als 1 mm vorgesehen ist.
12. Verdampfungstiegel nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei übereinanderliegende,
voneinander mittels einer dampfdurchlässigen Trennwand (17)
getrennte Räume (18, 19) vorgesehen sind, wobei der untere
Raum (18) zur Aufnahme der Verdampfungssubstanz (12) und der
obere Raum (19) zur Aufnahme der weiteren Substanz (13) vor
gesehen ist.
13. Verdampfungstiegel nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trennwand (17) von
einem Draht-, Lochgitter oder von einer eine oder mehrere
Öffnungen aufweisenden deckelartigen Abdeckung gebildet ist.
14. Verdampfungstiegel nach Anspruch 12 oder 13, da
durch gekennzeichnet, daß die Trennwand
(17) aus einem mit der weiteren Substanz und/oder dem
Substratdampf nicht reagierenden und/oder davon nicht benetz
baren Material besteht.
15. Verdampfungstiegel nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß insbesondere bei einem zur
Aufnahme metallischen Galliums geeigneten oberen Raum die
Trennwand (17) aus Graphit oder Aluminiumoxid besteht.
16. Verdampfungstiegel nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
eine Heizeinrichtung (14) zum Erwärmen eines Bereichs des
Tiegels vorgesehen ist.
17. Verdampfungstiegel nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (14,
21) im Bereich des Bodens, gegebenenfalls des unteren Raums
(18), oder im Bereich der Trennwand (17) vorgesehen ist.
18. Verdampfungstiegel nach einem der Ansprüche 11 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
eine Kühleinrichtung (20, 22) zum Kühlen eines Bereichs des
Tiegels vorgesehen ist.
19. Verdampfungstiegel nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (22,
20) im oberen Tiegelbereich, insbesondere im Bereich der
Dampfaustrittsöffnung (15), oder im Bereich des Bodens, ge
gebenenfalls des unteren Raums (18) vorgesehen ist.
20. Verdampfungstiegel nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß er mit
einer die Dampfaustrittsöffnung (15) aufweisenden deckelarti
gen Abdeckung (16) verschließbar ist.
21. Verdampfungstiegel nach einem der Ansprüche 11 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß er und ge
gebenenfalls die obere deckelartige Abdeckung aus Graphit,
Aluminiumoxid oder Bornitrid ist.
22. Verwendung eines Verdampfungstiegels nach einem der
Ansprüche 11 bis 21 in einer Vorrichtung zur Vakuumbe
schichtung eines Substrats.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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