DE2047813B2

DE2047813B2 - Verfahren zur abscheidung von ueberzuegen

Info

Publication number: DE2047813B2
Application number: DE19702047813
Authority: DE
Inventors: Hans Jürgen Dipl Chem Dr 6000 Frankfurt Lukas Helmut Dipl Chem Dr 6078 Neu Isenburg Molketin Harald 6000 Frankfurt Götze
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Battelle Institut eV
Priority date: 1970-09-29
Filing date: 1970-09-29
Publication date: 1971-10-07
Also published as: CA965653A; DE2047813A1; FR2108523A5; GB1349464A

Claims

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her- Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsstellung von Überzügen auf metallischen oder nicht- möglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden metallischen Werkstoffen, wie Glas, Keramik, Kunst- Beschreibung eines Ausführungsbeispieles sowie aus stoff od. ä., durch Abscheidung einer im dampf- der Abbildung hervor.

förmigen Zustand allein oder mit einem Trägergas 5 In dem gasdicht verschlossenen, nur mit einem

zu der Substratoberfläche geführten und dort zer- Gasauslaßstutzen 5 und einer schlitzförmigen Düse 1

setzten Substanz, wobei die Substratoberfläche auf versehenen Metallgehäuse 8, das beispielsweise aus

die Zersetzungstemperatur der Substanz erhitzt ist Aluminium bestehen kann, befindet sich eine Heiz-

und das Trägergas als Reaktionspartner eintreten platte 3, die hier aus Stahl gefertigt ist, gleichzeitig kann. io eine Halterung zur Befestigung des zu beschichten-

Derartige Abscheidungsverfahren sind in der Tech- den Werkstückes 2 aufweist und durch einen Genik als »Chemical Vapor Deposition« (CVD)-Ver- triebemotor 6 über eine Übersetzung 7 und eine Spinfahren bekannt. Die Substratoberfläche kann dabei del 4 gleichförmig oder ungleichförmig hin- und einmal als reine Auffangfläche für die abzuschei- zurückbewegt werden kann, so daß die Substratdende Substanz dienen, meist sollen aber durch das 15 oberfläche die schlitzförmige Düse 1 in der Grund-Aufdampfen von festhaftenden Schichten die Eigen- platte des Metallgehäuses 8 überstreicht, schäften der Oberflächen verändert werden. In dem hier beschriebenen und abgebildeten Aus-

Es ist z. B. bekannt, mit Hilfe der CVD-Verfahren führungsbeispiel der Erfindung besteht das zu bePigmente und Verstärkermaterialien für Elastomere schichtende Werkstück 2 aus einer ebenen Glasplatte sowie hochreine Metalle zu produzieren. Ferner 20 mit einer Gesamtlänge von 150 mm. Der Schlitz der dienen diese Methoden der Einkristallzüchtung, der Düse 1 weist eine Breite von etwa 3 mm auf, während Abscheidung von Schutzschichten auf metallischen dessen Länge mit 100 mm etwa der Breite der Glas- und nichtmetallischen Substraten, der Präparation platte entspricht. Der Abstand zwischen der Glasvon Halbleitermaterialien sowie der Darstellung von platte und dem Schlitz liegt hier bei etwa 4 mm und optischen und dekorativen Schichten, wobei diese 25 ist verstellbar.

unter anderem aus Metallen, Metalloxiden, Metall- Zur gleichmäßigen Beschichtung der Glasplatte

carbiden oder Metallnitriden bestehen können. mit einer Eisen(III)-oxid-Schicht von 0,05 μ Dicke,

Bei der Beschichtung von Materialien mittels der wird hier als strömendes Trägergas Luft verwendet, bekannten CVD-Verfahren ist es jedoch sehr schwie- die zuvor in einem Gaserhitzer 9 auf 120° C aufrig, größere Flächen von Werkstoffen mit einem 30 geheizt wurde. Diese heiße Luft durchströmt eine gleichmäßigen Überzug zu versehen oder — was für Eisen(III)-acetylacetonat-Füllung 10, die sich in dem manche Verwendungszwecke erwünscht ist — einen Verdampfungsrohr 11 befindet, und wird dabei mit Schichtdickengradienten zu erzielen. Ferner stößt es dem Eisen(III)-acetylacetonat-Dampf gesättigt. Das insbesondere auf erhebliche Schwierigkeiten, ein end- mit der flüchtigen Substanz Eisen(III)-acetylacetonat loses Werkstoffband kontinuierlich mit einem gleich- 35 beladene Trägergas strömt sodann mit einer Gemäßigen Überzug zu versehen oder die Beschichtung schwindigkeit von etwa 120 m/Min, durch die schlitzmit einem Schichtdickengradienten durchzuführen. förmige Düse 1 hindurch in das Metallgehäuse 8 und

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die gegen die Substratoberfläche, hier die Glasplatte 2, obengenannten Nachteile der bekannten CVD-Ver- die bei Abscheidungsbeginn auf etwa 400° C erhitzt fahren mit einem Verfahren der eingangs genannten 40 war. Mit einer Geschwindigkeit von 12 mm/Min. Art zu beseitigen sind, das dadurch gekennzeichnet wird die Glasplatte über die Austrittsöffnung der ist, daß die flüchtige Substanz oder das mit dieser Düse hinweggeführt. Durch die reaktive Pyrolyse von Substanz beladene Trägergas durch eine schlitz- Eisen(III)-acetylacetonat mit der als Trägergas förmige Düse zu der Substratoberfläche geleitet und dienenden Luft auf der heißen Substratoberfläche eine Relativbewegung zwischen der schlitzförmigen 45 wird die Glasplatte mit Fe₂O₃ gleichmäßig beDüse und der Substratoberfläche herbeigeführt wird. schichtet.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart des er- An Stelle der der Einfachheit halber in der Abfindungsgemäßen Verfahrens wird die Abscheidung bildung wiedergegebenen Glasplatte 2 kann auch ein des Überzuges durch die Einstellung der Relativ- endloses Werkstoffband mit vorgegebener Geschwinbewegung zwischen der schlitzförmigen Düse und 5° digkeit durch das Metallgehäuse hindurchgeführt der Substratoberfläche, der Trägergasgeschwindigkeit werden, um eine kontinuierliche Beschichtung zu er- und -temperatur sowie der Substratoberflächen- zielen,
temperatur gesteuert, wobei diese vorgenannten Parameter einzeln oder in beliebiger Kombination ver- Patentansprüche: ändert werden können. 55

Erfindungsgemäß kann durch Konstanthaltung der 1. Verfahren zur Herstellung von Überzügen

Relativbewegung zwischen der schlitzförmigen Düse auf metallischen oder nichtmetallischen Werk-

und der Substratoberfläche, der Trägergasgeschwin- stoffen, wie Glas, Keramik, Kunststoff od. ä.,

digkeit und -temperatur sowie der Substratober- durch Abscheidung einer im dampfförmigen Zu-

flächentemperatur ein gleichmäßiger Überzug her- 60 stand allein oder mit einem Trägergas zu der

gestellt oder durch geeignete Steuerung dieser Para- Substratoberfläche geführten und dort zersetzten

meter ein Schichtdickengradient des Überzugs ein- Substanz, wobei die Substratoberfläche auf die

gestellt werden. Zersetzungstemperatur der Substanz erhitzt ist

Ferner besteht eine vorteilhafte Ausführungsart und das Trägergas als Reaktionspartner eintreten

des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß der 65 kann, dadurch gekennzeichnet, daß die

Überzug auf der Oberfläche eines endlosen Bandes flüchtige Substanz oder das mit dieser Substanz

gleichmäßig oder mit einem Schichtdickengradienten beladene Trägergas durch eine schlitzförmige

versehen aufgetragen wird. Düse zu der Substratoberfläche geleitet und eine

Relativbewegung zwischen der schlitzförmigen Düse und der Substratoberfläche herbeigeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung des Überzuges durch Änderung der Relativbewegung zwischen der schlitzförmigen Düse und der Substratoberlla'che, der Trägergasgeschwindigkeit und -temperatur sowie der Substratoberflächentemperatur gesteuert wird, wobei diese Parameter einzein oder in Kombination verändert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Konstanthaltung der Relativbewegung zwischen der schlitzförmigen Düse und der Substratoberfiäche, der Trägergasgeschwindigkeit und -temperatur sowie der Substratoberflüchentemperatur ein gleichmäßiger Überzug hergestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß durch geeignete Steuerung der Relativbewegung zwischen der schlitzförmigen Düse und der Substratoberfläche, der Trägergasgeschwindigkeit und -temperatur sowie der Substratoberflächentemperatur ein Schichtdickengradient des Überzugs eingestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug auf der Oberfläche eines endlosen Bandes gleichmäßig oder mit einem Schichtdickengradienten versehen aufgetragen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen copy