JPS59136479A - 複合層を生長させる方法 - Google Patents

複合層を生長させる方法

Info

Publication number
JPS59136479A
JPS59136479A JP58189415A JP18941583A JPS59136479A JP S59136479 A JPS59136479 A JP S59136479A JP 58189415 A JP58189415 A JP 58189415A JP 18941583 A JP18941583 A JP 18941583A JP S59136479 A JPS59136479 A JP S59136479A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
layer
chamber
glow discharge
growth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP58189415A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0512432B2 (ja
Inventor
ジエフリ・ウイリアム・グリ−ン
アラン・ハロルド・レテイングトン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UK Secretary of State for Defence
Original Assignee
UK Secretary of State for Defence
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UK Secretary of State for Defence filed Critical UK Secretary of State for Defence
Publication of JPS59136479A publication Critical patent/JPS59136479A/ja
Publication of JPH0512432B2 publication Critical patent/JPH0512432B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0036Reactive sputtering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/027Graded interfaces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/12Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements by surface treatment, e.g. by irradiation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、グロー放電中で材料を生長させる方法及び装
置とこれにょ9生成する材料とに関する。
グロー放電生長法はよく知られている。たとえばプラズ
マを減圧室内で炭化水素ガス中に生じさせる。炭素イオ
ンが陰極に嶺たシ固着して炭素被覆を形成する。正しい
生長条件に対しこの被覆は極めて硬く赤外線に対し透明
である。しがしこれ等の条件のもとで約6μmよシ厚い
層の生長は内部応力によシ妨げられる。この層内の割込
み炭素原子はとくに可視領域内のスペクトルの短い方の
波長の放射線を吸収する。又被膜内の水素は選択的吸収
を生ずる。又ガス状シランを使うけい素の被覆とゲルマ
ンを使うゲルマニウムの被覆とは共にグロー放電中で生
長する。
スパッタリングも又よく知られている。グロー放電室内
のアルゴンイオンは被覆材料を含み陰極として配置した
ターゲットに当たる。
原子又は原子群はこのターケゝットがら駆逐されこのタ
ーケゞットの近(に適当に配置した基板に当たる。
グロー放電法は次の文献に記載しである。
薄い被膜固体58(1979年刊)第101〜105頁
、第106頁、第107〜116頁、第117〜120
頁 1977年刊行「物理学の進歩」第26巻第6号第81
1〜845頁のスピア・ダブリュ・イー(5pear 
W、E、 )を著者とする論文「ドーピングを行った無
定形半導体」 英国特許第2,047,877 A%同第2,067.
304A、同第2,069,008A、 同第2,08
2,562 k。
同第2,083,841 Aの各明細書英国特許第2,
069,009 A明細書には、基板をアルミニウム製
陰極の上方に配置した生長法について記載しである。炭
素イオンが陰極に当たり若干はこの陰極に付着し、又若
干ははね飛び基板に当たる。この基板にはバイアス電圧
を加える。
この層は陰極上に付着した類似の層よりひずみが小さい
がなお割込み炭素を含む。
本発明は、ターゲットを形成する第1の材料をグロー放
電室内で陰極に配置し、被覆しようとする基板を前記タ
ーデッドから成る距離を隔てて保持体に配置し、前記基
板の温度を所要の準位に保ち、第2の材料及びスパッタ
リング材料の各元素を前記室内に送入し、この室内にグ
ロー放電を生成し、このグロー放電のプラズマに、前記
ターゲットに付着する前記第2材料のイオンと前記の第
1材料又び第2材料を共に前記基板にはね飛ばす前記ス
パッタリング材料のイオンとを含めて、前記基板に前記
の第1及び第2の材料から成る層が所要の値の厚さに除
徐に生長するようにする、少くとも第1及び第2の材料
から成る複合層を生長させる方法にある。
スパッタリングイオンはアルゴンイオンでよい。
ターケゝット材料は、単一の材料又はけい素、ゲルマニ
ウム、タングステン或ははね飛ばされ第2の材料との化
合物や混合物を生成することのできる他の任意の材料の
ような各材料の混合物でよい。
第2の材料は、ブタン、メタン、プロパン等のような炭
化水素ガスとして導入する炭素でよい。
基板温度は、炭化水素ガスを使うときに300℃以上の
高い温度たとえば530 ’Cにして基板に水素が付着
しないようにする。
さらにこの室内に第6の又は別の材料をガスとして導入
し少(とも6種の成分から成る層を生長させてもよい。
若干の場合に第1の材料の付加的源なガスとして導入し
てもよい。たとえばae製メタ−ゲット使うときはゲル
マンガスを室内に流入させる。この場合基板へのGe)
(C1ゆの付着に役立つ。Si製ターゲットに対しては
シランを導入する。
所要の層の生長後に基板を取去り又は層を基板の被覆と
して残す。
生長した材料はSiz C□−y、、GeXC1−X 
XWXCI−X(0<x<1 )又は任意の他の適当な
炭化物又はその混合物である。Xの値は、次第に変化す
る層を形成するようにこの層の厚さを横切って変えても
よい。
本発明によれば少くとも第1及び第2の材料から成る層
を生長させる装置は、真空密の室と、陽極と、前記室内
のターゲット材料を含む陰極構造と、前記室内にグロー
放電を生成する装置と、前記室を減圧にする真空ポンプ
と、前記室内にガスを供給する供給部片と、基板を前記
陰極構造から成る距離を隔てて支える基板保持体とを備
え、1種類のガスのイオンが前記陰極構造に付着し、前
記の第1及び第2の材料とターデート材料とをはね飛ば
して前記基板に付着させ所要の材料から成る層として生
成するようにしである。
炭素を含む層を炭化水素ガスを使い生長させるときは、
基板保持体に基板を加熱する加熱器を設ける。この加熱
は電気抵抗加熱器又は感受器(サセフ0り)及び外部高
周波コイルによる。基板温度は5006C以上たとえば
530℃にする。グロー放電は陰極に対する直流又は交
流(任意適描な周波数)の電力により又は外部取付けの
高周波コイルにより付勢する。      − 以下本発明生長法の実施例を添付図面について詳細に説
明する。
第1図に示すように本生長法を実施する装置は、地絡し
た頂板3及び底板4により閉じた環状壁2により形成し
た圧力密の室1を備えている。頂板3及び底板4は陽極
を形成する。真空ポンプ5は管部片6及び弁7により連
結され室1を減圧にし生長中に所望の真空に保つ。
ガスたとえばアルゴンとブタンのような炭化水素ガス又
はシランやrルマンのようなガスを室1内に弁8,9.
10及び管部片11.12.13を介して供給する。陰
極構造14は、室1内に取付けられスリーブ15により
底板4から電気的に隔離しである。陰極構造14には電
源16により電力を供給する。交流電源の場合には給電
はコンデンサ17を経て行い、直流電源ではコンデンサ
を必要としない。
けい素、ゲルマニウム等のような材料片を陰極構造14
の上面に位置させターゲット18を形成する。ターゲッ
ト18の上方に、スリーブ21によシ頂板3から電気的
に隔離した保持体20によって基板19を保持する。保
持体20内には加熱器制御装置/電力源23から給電す
る電気抵抗加熱器22を設けである。基板19は所要の
材料の層24を生長させる支持体を形成する。基板19
は規則正しい形状、扁平な又は湾曲した形状或は不規則
な形状のものでよい。基板19に均等な被覆を施すよう
に、基板19は保持体20と共に又は保持体20によシ
回転する。
5IXCよ−8を生長させる操作は以下に述べる通シで
ある。けい素から成るクープツト18を陰極構造14に
取付はグロー放電中に陰極を形成する。
アルミニウムから成る薄い基板19を保持体20に固定
する。室1は約10’)ル(Torr )まで減圧にし
汚染物を除去する。アルゴン及びブタンガスを室1内に
弁8,9.10を経て送入し、ポンプ5を作動し空気で
校正した圧力計で約0,7ないし1X10”トルの圧力
に保つ。基板19は約550°Cに加熱し層24の生長
中にこの温度に保つ。
たとえば1kV、13MHz及び200Wの高周波電力
を陰極構造14及び陰極ターゲット18に供給する。こ
の場合ガス混合物がイオン化する。
正に帯電した炭素イオンが陰極として作用するターゲッ
ト18に引付けられターデッド18に固着する。アルゴ
ンイオンが存在しないとこの場合ターデッド18に炭素
層が生長する。正に帯電したアルゴンイオンはこれ等の
新もだに付着した炭素分子及びけい素分子をターデッド
18からはね飛ばす。炭素及びけい素のはね飛ばされた
分子は基板19に付着しSi2 C□−エの層24を除
徐に生成する。Xの値は送入するアルゴン及びブタンの
比率を調節することによって調節することができる。
所要の厚さに生長したときに、グロー放電を止め基板1
9を冷却する。
直流により発生するプラズマでは給電はたとえば2kv
で行う。
基板19には層24の生長中に電気バイアスを加える。
SiCの自立層を必要とする場合にはアルミニウム製基
板にエツチング処理を行い5IXC]−ゆ層を残す。生
長条件が正しげれば51Xcニ一7層は乙ないし5μm
の波長帯域の放射線に透明である。
SiCの層ばZnSレンズ又はZn5eレンズの薄い(
たとえば1μm)の被覆として必要である。
SiCは硬いので3ないし5μmの波長で透明なすぐれ
た耐磨耗性保護層を形成する。表面の被覆のために基板
は一時的に陰極として接続し、室にアルゴンガスだげを
送入する。グロー放電を生じ基板を清掃する。適当な清
掃時間後にグロー放電を止め前記の処理を始める。
()eX ZnS又はZn Seにたとえば1μmの厚
さに() e X 、C1−Xを被覆することは、ター
ケゝット材料に()eを使い前記のようにしてできる。
同様に()eCの自立層をアルミニウム製基板に生長さ
せ、この基板を引続いてエツチング処理を行う。正しい
生長条件が認められれば、GeXCエーエは6ないし5
μm及び10ないし14μmの波長帯域で光学的に透明
である。GexCl、、、、Xは硬くて単独で又は保護
被覆として使う。前記の場合と同様にこの生長層のXの
値はArガス及びブタンガスの比率を制御することによ
って制御する。又Xの値は変化してもよい。たとえばケ
ゞルマニウムレンズを被覆するときはXの値は初めには
1に近く次で除徐に零に向って変えろ。これは接着に役
立つ。
2種類以上の材料の層を生長させるときは、1種類の材
料をイオンビーム源又は分子ビーム源がら導入する。
以上本発明をその実施例について詳細に説明I〜だが本
発明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行
うことができるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
第1図は基板に層を生長させる本発明方法を実施するグ
ロー放電装置の横断面図、第2図は第1図の装置により
被覆した基板の横断面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  ターガツトを形成する第1の材料をグロー放
    電室内で陰極に配置し、被覆しようとする基板を前記ク
    ープツトから成る距離を隔てて保持体に配置し、前記基
    板の温度を所要の準位に保ち、第2の材料及びスパッタ
    リング材料の各元素を前記室内に送入し、この室内にグ
    ロー放電を生成し1、このグロー放電のプラズマに、前
    記ターケゝットに刺着する前記第2材料のイオンと前記
    の第1材料及び第2材料を共に前記基板にはね飛ばず前
    記スパッタリング材料のイオンとを含めて、前記基板に
    前記の第1及び第2の材料から成る層が所要の値の厚さ
    に除徐に生長するようにする、少くとも第1及び第2の
    材料から成る複合層を生長させる方法。 (2)  スパッタリング材料としてArを使う特許請
    求の範囲第(1)項記載の方法。 (3)  クープツトを形成する第1の材料としてばら
    のGe、Si又はWを使う特許請求の範囲第(1)項記
    載の方法。 (4)第2の材料として炭化水素ガスを使う特許請求の
    範囲第(1)項記載の方法。 (5)基板を生長中に400°C以上の温度に保つ特許
    請求の範囲第(1)項記載の方法。 (6)基板に電気バイアスを加える特許請求の範囲第(
    1,)項記載の方法。 (7)第1の材料のガスを室内に導入し、このガスを特
    徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の方法。 (8)基板及びターゲットを生長中に相対的に回転する
    特許請求の範囲第(1)項記載の方法。 (9)生長層から基板を取除く特許請求の範囲第(1)
    項記載の方法。 QQ)  Ar及び炭化水素ガスの比率を変えて生長層
    内のXの値を変えるようにする特許請求の範囲第(1)
    項記載の方法。 θD 基板材料として赤外線透過ZnS又はZn5eを
    使い、生長層として赤外線透過slXcm−8を使う特
    許請求の範囲第(1)項記載の方法。 (12)基板材料として赤外線透過Geを使い、生長層
    として赤外線透過GeXC! 、−、を使う特許請求の
    範囲第(1)項記載の方法。
JP58189415A 1982-10-12 1983-10-12 複合層を生長させる方法 Granted JPS59136479A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8229125 1982-10-12
GB8229125 1982-10-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59136479A true JPS59136479A (ja) 1984-08-06
JPH0512432B2 JPH0512432B2 (ja) 1993-02-18

Family

ID=10533550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58189415A Granted JPS59136479A (ja) 1982-10-12 1983-10-12 複合層を生長させる方法

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0106638A1 (ja)
JP (1) JPS59136479A (ja)
GB (1) GB2132636B (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2165266B (en) * 1982-10-12 1987-09-23 Nat Res Dev Infra red transparent optical components
EP0209972A1 (en) * 1985-06-05 1987-01-28 Plessey Overseas Limited Methods of depositing germanium hydrogen carbide
DE3664791D1 (en) * 1985-06-05 1989-09-07 Plessey Overseas Methods of depositing germanium carbide
CH671407A5 (ja) * 1986-06-13 1989-08-31 Balzers Hochvakuum
EP0285745B1 (de) * 1987-03-06 1993-05-26 Balzers Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtungen zum Vakuumbeschichten mittels einer elektrischen Bogenentladung
GB8713922D0 (en) * 1987-06-15 1994-06-22 Secr Defence Infra red transparent windows
US5702829A (en) * 1991-10-14 1997-12-30 Commissariat A L'energie Atomique Multilayer material, anti-erosion and anti-abrasion coating incorporating said multilayer material
FR2682400A1 (fr) * 1991-10-14 1993-04-16 Commissariat Energie Atomique Materiau multicouche, procedes de fabrication de ce materiau multicouche et de l'une des couches de ce materiau et revetement anti-erosion et anti-abrasion comprenant ce materiau multicouche.
DE69216218T2 (de) * 1991-10-14 1997-06-19 Commissariat Energie Atomique Erosionsbeständiges und abrasionsbeständiges Mehrschichtenmaterial

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5321902A (en) * 1976-08-11 1978-02-28 Fujitsu Ltd Formation of carbonized protective film for magnetic recording medium
JPS5726164A (en) * 1980-07-14 1982-02-12 Uni Shidonii Za Method and apparatus for reactively spattering surface coating with gradient on substrate

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6507670A (ja) * 1964-06-30 1965-12-31
US3979271A (en) * 1973-07-23 1976-09-07 Westinghouse Electric Corporation Deposition of solid semiconductor compositions and novel semiconductor materials
US4013532A (en) * 1975-03-03 1977-03-22 Airco, Inc. Method for coating a substrate
US4068037A (en) * 1976-01-02 1978-01-10 Avco Corporation Silicon carbide filaments and method
AU507748B2 (en) * 1976-06-10 1980-02-28 University Of Sydney, The Reactive sputtering
FR2393854A1 (fr) * 1977-06-07 1979-01-05 Michel Gantois Procede de recouvrement de la surface d'une piece conductrice de l'electricite
GB2050433A (en) * 1979-06-04 1981-01-07 Ultra Electronic Controls Ltd Sputter coating objects with a compound of a transition metal
EP0030792B1 (en) * 1979-11-20 1983-09-21 National Research Development Corporation Infra red reflectors
DE3167761D1 (en) * 1980-01-16 1985-01-31 Nat Res Dev Method and apparatus for depositing coatings in a glow discharge
US4702960A (en) * 1980-07-30 1987-10-27 Avco Corporation Surface treatment for carbon and product
GB2083841B (en) * 1980-08-21 1985-03-13 Secr Defence Glow discharge coating
GB2082562B (en) * 1980-08-21 1983-12-14 Secr Defence Coating germanium of silicon with carbon

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5321902A (en) * 1976-08-11 1978-02-28 Fujitsu Ltd Formation of carbonized protective film for magnetic recording medium
JPS5726164A (en) * 1980-07-14 1982-02-12 Uni Shidonii Za Method and apparatus for reactively spattering surface coating with gradient on substrate

Also Published As

Publication number Publication date
EP0106638A1 (en) 1984-04-25
JPH0512432B2 (ja) 1993-02-18
GB8327063D0 (en) 1983-11-09
GB2132636B (en) 1986-03-26
GB2132636A (en) 1984-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4400410A (en) Coating insulating materials by glow discharge
EP0032788B2 (en) Method for depositing coatings in a glow discharge
US5314652A (en) Method for making free-standing diamond film
US4412903A (en) Coating infra red transparent semiconductor material
US4490229A (en) Deposition of diamondlike carbon films
US5527559A (en) Method of depositing a diamond film on a graphite substrate
US4704339A (en) Infra-red transparent optical components
JP3554074B2 (ja) 弓そりを低下させた合成ダイヤモンド皮膜とその製造方法
JP3547402B2 (ja) プラズマ処理システムおよび方法
JPH0430561B2 (ja)
JPS59136479A (ja) 複合層を生長させる方法
GB2165266A (en) Infra red transparent optical components
GB2083841A (en) Glow discharge coating
GB2082562A (en) Coating germanium or silica with carbon
GB2240114A (en) Film nucleation process for growing diamond film
CA2061302C (en) Method of making synthetic diamond film
US5654044A (en) Diamond film deposition on graphite
JPH10167888A (ja) ダイヤモンド合成方法
Felmetsger et al. Dual cathode DC–RF and MF–RF coupled S-Guns for reactive sputtering
JPH04118884A (ja) 固体放電素子
Maiken et al. Ion‐beam deposition of hard, amorphous carbon from a fullerene discharge
Tochitsky et al. Structure modelling of DLC-films formed by pulsed arc method
JPH08320401A (ja) 光学要素用保護被膜
JPS58185418A (ja) 厚いカ−ボン膜の成膜方法
JPH01298165A (ja) 炭素膜の製造方法