JPS63223175A - 非晶質シリコン被膜の形成方法 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は非晶質シリコン被膜の形成方法に関する。非晶
質シリコンの膜は非常に硬く、種々の材料の表面にコー
ティングして表面硬化膜として近年特に注目されている
。

〈従来技術とその問題点〉 これまで、非晶質シリコンの膜は、ＳｉＨ４゜Ｓｉ２　
Ｈ６，５ｉ３ＨＢ等の熱分解によって行なわれていた。

しかし、これらの化合物は酸素に対して極めて不安定で
あり、爆発の危険があり、不活性雰囲気中で作業する必
要があり１価格も必ずしも安価でない、また、これらの
化合物は蒸気圧が高く、＃圧ボンベに貯蔵しなければな
らず、取扱いにくく、そのための経費も問題である。

く問題を解決するための手段〉 本発明者らは、比較的安価に得られ、爆発性もないクロ
ロポリシラン、特にヘキサクロロジシランを用いて非晶
質シリコン膜を形成できることを見出だした。

〈発明の構成〉 本発明は、２５０℃〜７００℃に加熱したノ＾体に、不
活性気体で５客用％以下に稀釈されたクロロポリシラン
（Ｓ　＋、？ＬＣ１２／ｒＬ＋：ｚ、ｎ２２）を接触さ
せることからなる非晶質シリコン被膜の形成方法を提供
する。

本発明の方法は、２５０℃〜７００″Ｃに加熱できる剛
体材料にはすべて適用できる。

本発明方法において使用される、クロロポリシランは、
一般に、Ｓ　ｉ、７１ＣｔＭｔｌ　　（ただしｎ≧２）
で表されるが、代表的には、ヘキサクロロジシラン、オ
クタクロロトリシラン、ｈに前者である。

基体の加熱は何によってもよいが、レーザー、紫外線、
プラズマを使用してもよい、加熱温度が２５０℃未満で
はクロロポリシランが分解しにくく、７００″Ｃを越え
る温度では、分解生成するシな不活性気体で５容量％以
下、好ましくは２％以ドに稀釈して使用する。特に膜形
成の初期の間はゆっくり分解させる方が、膜の基体への
固着が良好である。５％を越えると良好な膜生成を行な
えない。

本発明の方法は基体によく固着した非晶質シリコンの膜
を与え、膜厚２０００Ａ以下ならば、膜は透明であって
、基体材料の外観を損なわない。

このシリコンＩ漠は、非常に硬くビッカース硬度が１４
００以上ある。また化学的に極めて安定であって、６酸
に侵されない。

〈発明の具体的開示〉 以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

実施例１ １ｍ立方の反応容器のなかに、裏面からニクロム線で４
００℃に加熱した３０ｃｍ四方のガラス板を置き、ヘキ
サクロロジシラン（０，０２ｇ　／　ｗｉｎ）　トアル
ゴン（１００ｍｌ＃＋ｉｎ）を４０時間吹き込んだ。未
反応のへキサクロロジシランは循環して使用した。生成
する塩素ガスは水酸化ナトリウム液に吸収させた。これ
により、ガラス面に１０００人の透明のシリコン膜が形
成され、ラマン分光によって非晶質であることが確認さ
れた。

このように処理したガラス板は透明で、そのシリコン層
はどツカース硬度が１４９０あり、８゜°Ｃの６規定塩
酸に１００時間浸漬しても、なんら表面の変化がなく、
表面保護膜として役立つと判断される。

比較例１ ガラス板の加熱温度を２００℃として実施例１の操作を
繰り返した。シリコン膜は形成されなかった。

比較例２ ガラス板の加熱温度を８００℃として実施例１の操作を
繰り返した。シリコン膜は形成されたが膜は透明でなく
、ラマン分析により多結晶であることが確認された。

実施例２ ガラス板の加熱温度を２５０℃として実施例１の操作を
縁り返した。非晶質のシリコン膜ｂｙ形成され、そのビ
ッカース硬度は１４２０であり、実施例１と同様の試験
で酸に侵されなかった。

実施例３ ガラス板の加熱温度を７００℃として実施例１の操作を
緑り返した。非晶質のシリコン膜は形成され、そのビッ
カース硬度は１４３０であり、同様の試験で、酸に侵さ
れなかった。

実施例４ 実施例１と同じ反応容器に、厚さ１ｍｍで３　０ｍ四方
の金の板を加熱炉中の反応管内で３００℃に加熱し、実
施例１と同様の条件でシリコン膜を形成した。このよう
に処理した金の板は全く金と同じ外観を呈するが、シリ
コン膜のビッカース硬度は１４１５であった。同様の試
験でシリコン膜は酸に侵されなかった。

実施例５ 実施例１と同じ反応容器に、厚さ２■で５　　ａｍ四方
の銀の板を加熱炉中の反応管内で３００℃に加熱してお
き、実施例１と同様の条件でシリコン膜を形成した。こ
のように処理した銀の板は全く金と同じ外観を呈するが
、シリコン膜のビッカース硬度は１４２１であった。同
様の試験でシリコン膜は酸に侵されなかったが、銀の露
出した部分は硝酸に侵された。

実施例６ 表面を陽極酸化したアルミニウム板を使用し、加熱炉中
の反応管内で４００″Ｃに加熱し、実施例１の操作を繰
り返した。得られたシリコン被Ｗ１膜のビッカース硬度
は１４１８であり、同様の試験において、酸に侵されな
かった。

実施例７ 複雑な形状をした錫の装飾花器を３００°Ｃに加熱して
、実施例１と同様に処理した。花器の内部も、切れ込み
部の底部もよくシリコン膜で被覆され、鍋蓋は酸に対し
てよく保護された。

実施例日 実施例１と同じ反応容器に、厚さ４１で５０ｃｍ四方の
軟鋼の板を１ｍ３のチャンバー内に設置されたニクロム
線で３００℃に加熱し、実施例１と同様の条件でシリコ
ン膜を形成した。このように処理した軟鋼の板は全く軟
鋼と同じ外観を呈するが、シリコン膜のビッカース硬度
は１４９０であった。同様の試験で、シリコン膜は酸に
侵されなかったが、軟鋼の露出した部分は酸には溶解し
た。

実施例９〜１１、比較例１ ヘキサクロロジシランの濃度を変えて実施例１と同様の
反応を行なった。稀釈ガスにはアルゴンを用いた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　２５０℃〜７００℃に加熱した基体に、不活性気体
   で５容量％以下に稀釈したクロロポリシラン（Ｓｉ＿ｎ
   ＬＣｌ＿２＿ｎ＿＋＿２、ｎ≧２）を接触させることか
   らなる非晶質シリコン被膜の形成方法。 ２　特許請求の範囲第１項記載の方法であって、クロロ
   ポリシランが不活性気体で２容量％以下に稀釈されて使
   用される方法。 ３　特許請求の範囲第１項記載の方法であって、クロロ
   ポリシランがヘキサクロロジシラン（Ｓｉ＿２Ｃｌ＿６
   ）である方法。