KR20220097462A - 코팅의 제조 방법 - Google Patents

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마티아스 마이어
오트마어 취거
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외를리콘 서피스 솔루션즈 아게, 페피콘
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Abstract

본 발명은 비금속 표면에 퇴적시키기 위한 코팅을 형성하는 방법에 관한 것으로, 반도체 재료층을 형성하기 위해 기판에 반도체 재료를 적용하는 단계(120), 금속 재료 또는 추가의 반도체 재료를 동시에 또는 후속하여 적용하는 단계(140)를 포함하며, 금속 재료 또는 추가의 반도체 재료는 코팅의 광학적 특성을 조정하기 위해 표적화된 방식으로 반도체 재료층 내에 도입된다.

Description

코팅의 제조 방법
본 발명은 비금속 표면에의 퇴적을 위한 코팅을 제조하기 위한 방법 및 비금속 표면에의 퇴적을 위한 코팅에 관한 것이다.
오늘날 플라스틱으로 제조된 컴포넌트의 표면 등의 비금속 표면은 그 외관을 변경하기 위해 및/또는 다른 요구되는 코팅 특성을 달성하기 위해 금속 박막 코팅으로 코팅되는 경우가 많다.
예를 들면, 완전한 금속 컴포넌트의 외관과 구별할 수 없도록 그 두께가 약 10 내지 100 nm를 초과할 필요가 없는 선택된 금속의 박층을 사용하여 컴포넌트의 요구되는 금속적 외관이 달성될 수 있다. 이러한 금속 층은, 특히, 증착 또는 스퍼터링 등의 진공 코팅 프로세스를 사용하여 피복될 수 있다.
그러나, 대부분의 금속 코팅은 전자기 스펙트럼의 대부분에서 투명도가 낮으므로 일부의 용도에서 부적합하게 된다. 예를 들면, 금속 코팅은 레이더 기술에서의 사용 대상인 76 내지 77 GHz의 주파수 범위의 전자기파를 강하게 흡수 또는 반사하므로 이들 범위에서는 투과율이 낮으므로 이러한 용도에서는 적합하지 않게 된다.
한 동안 이러한 요구되는 금속적 외관이 반도체성 박막을 사용하여 달성될 수도 있다는 것이 알려져 왔고, 그로 인해 이들 막은 그 반도체성 특성으로 인해 전자기파에 대하여 대부분 투명하고, 이에 따라, 예를 들면, 레이더 기술, 정전용량 센서 등에서도 사용될 수 있다. 이러한 층의 금속적 외관은 광학 범위에서 높은 굴절률(n)에 기인하고, 이는 매우 얇은 층에서도 높은 반사를 유발한다. 반도체 재료를 사용하면 색의 외관의 시야각에 대한 의존성이 낮다는 이점이 있고, 이것은 천연 금속층을 사용하는 경우에도 마찬가지이다.
적절한 층 두께를 선택함으로써 및/또는 "두꺼운" 다층 코팅 시스템을 사용함으로써, 특정 범위의 금속처럼 보이는 회색이 아닌 색조를 달성할 수 있다.
그러나, 이러한 방식으로 얻을 수 있는 금속처럼 보이는 색은 좁은 범위의 색 좌표(예를 들면, CIE L*a*b*)에 제한되는 단점이 있다. 또한, 반도체 재료의 얇은 광학적 간섭층을 사용하여 금속적 외관을 생성하면 광학 영역에서의 굴절률이 높고 흡수가 낮으므로 반사의 최소값과 최대값 사이의 차이가 크다는 단점이 있다. 이는 결국 원하지 않는 "화려한" 색 인식을 유발한다.
그러므로 본 발명의 목적은 공지된 코팅 및 그 제조 프로세스의 전술한 단점을 적어도 부분적으로 극복하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 시야각에 거의 의존하지 않는 특히 레이더 범위에서도 다양한 방법으로 사용될 수 있는 매력적인 외관을 갖는 코팅을 제공하는 것이다.
위의 목적은 독립 방법 청구항의 특징을 갖는 방법 및 청구항 13에 따른 코팅에 의해 해결된다. 본 발명의 추가의 특징 및 세부사항은 각각의 종속 청구항, 상세한 설명 및 도면으로부터 유래한다. 본 발명에 따른 방법에 관련하여 기재된 특징 및 상세내용은 당연히 본 발명에 따른 코팅과 관련하여 적용될 수도 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지이고, 이로 인해 본 발명의 개별적 양태들의 개시에 관하여 상호 참조가 행해지거나 행해질 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 방법은 반도체 재료층을 형성하기 위해 기판에 반도체 재료를 적용하는 단계 및 동시에 또는 후속하여 금속 재료 또는 추가의 반도체 재료를 적용하는 단계를 포함하고, 여기서 금속 재료 또는 추가의 반도체 재료는 코팅의 광학적 특성을 적응시키도록 표적화된 방식으로 반도체 재료층 내에 도입된다.
반도체 재료는, 바람직하게는, 특히 104 S/cm 내지 10-8 S/cm의 도전율을 갖는 반도체 원소 또는 반도체 화합물로 구성되는 재료로 이해된다. 이와 관련하여, 추가의 반도체 재료는, 바람직하게는, 반도체 재료층의 형성을 위한 반도체 재료와는 다른, 바람직하게는, 도핑만을 위해 도입되는 반도체 재료를 의미하는 것으로 이해된다. 본 발명에 따르면, 금속은, 바람직하게는, 원소 금속으로 구성되는 재료를 의미하는 것으로 이해된다. 본 발명과 관련하여, 기판은 특히 코팅을 위한 베이스 또는 기초, 예를 들면, 디스플레이, 차체 등을 의미하는 것으로 이해된다. 반도체 재료층 내로 금속 재료의 표적화된 도입은, 현재로서는, 특히 적용될 금속 재료의 양 및/또는 적용될 금속 재료의 퇴적 면적(적용 면적)의 선택을 포함할 수 있다. 광학적 특성은 특히 광학 영역에서 파장의 함수로서 코팅의 절대 반사도 및/또는 상대 반사도를 더 포함할 수 있다. 마찬가지로, 광학적 특성은 76 및 77 GHz의 레이더 범위와 같은 전자기 스펙트럼의 다른 주파수 범위에서의 투명도를 포함하거나, 외관의 시야각 의존성을 포함할 수 있다.
코팅의 광학적 특성을 가능한 한 구체적으로 조정할 수 있도록 하기 위해, 반도체 재료가 순수한 물질의 형태로 첨가되는 것이 유리할 수 있고, 이 반도체 재료는 바람직하게는 실리콘 또는 게르마늄 또는 셀레늄 또는 갈륨 비화물로 형성된다. 코팅의 광학적 특성의 적응, 특히 코팅의 상이한 광학적 특성의 적응에 관한 유연성의 향상에 관하여, 반도체 재료가 상이한 반도체 재료들의 혼합물로서 존재하는 경우에 더 유리할 수 있고, 여기서 반도체 재료는, 바람직하게는, 실리콘 및/또는 게르마늄 및/또는 셀레늄 및/또는 갈륨 비화물을 포함한다.
마찬가지로, 코팅의 광학적 특성의 가장 표적화된 가능한 적응에 관하여, 금속 재료는 순수한 물질의 형태로 첨가될 수 있고, 이 금속 재료는, 바람직하게는, 크로뮴 또는 몰리브데넘 또는 알루미늄 또는 지르코늄으로 형성된다. 더욱이, 코팅의 광학적 특성의 적응에 관한 유연성의 향상에 관하여, 금속 재료가 상이한 금속들의 혼합물로서 존재하는 경우에 동등하게 유리할 수 있고, 이 금속은, 바람직하게는, 크로뮴 및/또는 몰리브데넘 및/또는 알루미늄 및/또는 지르코늄을 포함할 수 있다.
코팅의 광학적 특성의 특히 효과적이고 표적화된 적응에 관하여, 적용될 금속 재료 및/또는 적용될 금속 재료의 양 및/또는 적용될 금속 재료의 퇴적 면적은 적어도 부분적으로 광학 영역 내의 금속 재료의 흡수 계수(k)에 기초하여 선택될 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 범위 내에서 코팅의 반사 최소값과 반사 최대값 사이의 차이는 원하지 않는 "현란한" 외관의 원인이라고 인식되어 왔다. 더욱이, 본 발명과 관련하여 높은 흡수 계수(k)를 갖는 금속은 원하지 않는 "현란한" 외관의 원인인 코팅의 반사 최소값과 반사 최대값 사이의 차이를 효과적으로 최소화하는 것으로 인식되어 왔다. 이것은 특히 (광학 영역에서) 코팅층의 흡수의 증가로 인해 코팅층의 제 1 계면에서 광선이 코팅층에 들어간 후에 코팅층의 제 2 계면에서 광선의 반사는 상당히 더 낮아지고, 그 결과 코팅층의 제 1 계면과 제 2 계면에서 반사되는 광선의 파괴적인 간섭과 건설적인 간섭을 저감하고, 이에 따라 코팅의 반사 최소값과 반사 최대값 사이의 차이를 효과적으로 최소화하기 때문에 가능하다. 특히, 이로 인해 바람직한 "보다 유연한" (보다 낮은 콘트라스트의) 색 천이(color transition)를 유발한다. 본 발명과 관련하여, 광학 범위는 특히 대략 350 - 750 nm 범위의 광의 전자기 스펙트럼의 광학적 주파수 범위를 의미하는 것으로 이해된다. 적용될 금속 재료의 선택 및/또는 적용될 금속 재료의 양의 선택 및/또는 적용될 금속 재료의 퇴적 면적의 선택은, 적어도 부분적으로, 광학 범위에서 금속 재료의 도전율에 기초한다는 것을 생각할 수도 있는데, 이는 적어도 부분적으로 흡수 계수(k)에 관련되기 때문이다. 더욱이, 적어도 부분적으로, 사용되는 반도체 재료에 관하여, 특히 광학 영역에서 사용되는 반도체 재료의 굴절률(n)에 관하여 의존하여, 적용될 금속 재료를 선택하는 것 및/또는 적용될 금속 재료의 양을 선택하는 것 및/또는 적용될 금속 재료의 퇴적 면적의 선택하는 것은 추가적으로 유리하다.
층 재료의 퇴적/적용 중의 가장 민감한 가능한 투여의 건설적으로 단순한 가능성의 범위 내에서, 반도체 재료의 퇴적 및/또는 금속 재료의 퇴적은 열처리에 의해 실행되는 것이 유리할 수 있고, 이 열처리는, 바람직하게는, 400℃를 초과하는 온도, 특히 800℃를 초과하는 온도에서 실행되는 것이 바람직하다. 대안적으로, "도핑"은, 예를 들면, "타겟"에 이미 설정되어 있을 수 있다.
특히, 적용될 금속 재료의 양 및/또는 반도체 재료와 금속 재료의 합계에 대한 적용될 금속 재료의 비율은 처리 시간 및/또는 처리 온도를 변경함으로써 조정된다는 것을 생각할 수 있다. 이러한 적용될 재료의 양 또는 비율의 조정은 특히 진공 상태 하의 코팅 프로세스에서 유리한 데, 이는 처리 온도 및 처리 시간의 변경이 코팅 체임버의 외측으로부터 간단하게 제어될 수 있기 때문이다.
코팅 재료의 구조적으로 단순하지만 유연하고 고감도로 조정가능한 프레임워크 내에서, 특히 본 발명에 따라 기판에 대한 반도체 재료의 퇴적이 일부의 금속 재료의 퇴적과 적어도 부분적으로 동시에 이루어지는 것은 유리할 수 있고, 여기서 적용될 반도체 재료 및 적용될 금속은, 바람직하게는, 퇴적 중에 함께 사전혼합 및/또는 혼합된다. 따라서, 예를 들면, 코팅의 퇴적을 위한 스퍼터링 프로세스를 사용하는 경우, 반도체 재료 및 금속 재료의 동시 퇴적의 관점에서, 크로뮴으로 합금화된 실리콘 타겟 등의 적절한 금속으로 합금화된 반도체 타겟이 사용되거나, 금속 재료(예를 들면, 크로뮴) 및 반도체 재료(예를 들면, 실리콘)가 코스퍼터링(co-sputtering) 프로세스의 관점에서 상이한 타겟으로부터 적용될 수 있다. 마찬가지로, 도가니 등 내에서 코팅을 적용하기 위해 증착 프로세스를 사용하는 경우, 사전혼합된 재료 또는 금속 재료와 반도체 재료의 합금이 이미 사용될 수 있고, 또는 이 재료는 2 개의 도가니로부터 적어도 부분적으로 동시에 개별적으로 증착될 수 있다.
가능한 퇴적 프로세스와 관련하여, 반도체 재료와 금속 재료의 퇴적은 화학적 및/또는 물리적 퇴적 프로세스, 바람직하게는 화학증착(CVD) 프로세스 및/또는 물리증착(PVD) 프로세스를 통해, 특히 플라즈마 지원 화학증착 프로세스(PA-CVD 프로세스) 및/또는 고강도 펄스 마그네트론 스퍼터링(HIPIMS) 및/또는 캐소드 아크 퇴적 프로세스 및/또는 전자빔 지원 물리증착 프로세스(EBPVD-프로세스)를 통해 실행되는 것도 생각할 수 있다.
더욱이, 퇴적 조건을 변경하기 위해, 특히 이온화 단계를 수반하는 퇴적 프로세스의 경우, (예를 들면, DC 전압이 사용되는 경우) 반도체 재료의 퇴적 중에 코팅될 기판에 음의 바이어스 전압이 인가되는 것을 생각할 수 있고, 이 음의 바이어스 전압은 200 V 미만, 바람직하게는 150 V 미만, 특히 100 V 미만이다. 물론, 대안적으로, 교류 전압의 사용도 생각할 수 있다.
또한, 코팅 재료의 제어가능한 퇴적과 관련하여, 반도체 재료를 적용할 때 차폐 가스가 사용되는 것을 생각할 수 있고, 차폐 가스는, 바람직하게는, 질소 및/또는 아르곤의 형태로 형성된다.
기판에 대한 코팅 재료의 접착을 개선하기 위해, 기판에 대해 반도체 재료를 퇴적하기 전, 기판에 대한 반도체 재료층의 접착을 더 강하게 하도록 기판 표면의 전처리가 실행될 수 있고, 이 전처리는, 특히, 기판 표면에 대한 접착제 층의 퇴적을 포함하고, 여기서 접착제 층은, 특히, 래커층의 형태로 형성될 수 있다.
개선된 보호 또는 추가의 특성을 문제의 코팅에 통합하기 위해, 반도체 재료의 퇴적 및 금속 재료의 동시의 또는 후속의 퇴적 후에 보호층의 최종 퇴적이 이루어지는 것이 또한 유리할 수 있고, 이 보호층은 특히 래커층의 형태로 형성된다.
본 발명의 다른 목적은 특히 위에서 설명한 방법에 의해 제조가능한 비금속 표면에의 퇴적을 위한 코팅이다. 여기서, 코팅은 일부의 금속 재료를 포함하는 반도체 재료층 또는 이 반도체 재료층 내에 통합된 추가의 반도체 재료를 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅은 본 발명에 따른 방법과 관련하여 이미 상세히 설명한 것과 동일한 장점을 갖는다.
가능한 한 가장 얇은 코팅 두께를 형성하는 것과 관련하여, 특히 코팅은 단층(monolayer)의 형태로 형성될 수 있다. 여기서 코팅 재료를 절약하기 위한 이유 뿐만 아니라 코팅을 적용하기 위한 프로세스 시간을 절약하기 위한 이유로도 층 두께가 얇은 것은 유리할 수 있다.
가능한 한 가장 얇은 층 두께를 형성하는 것과 관련하여, 코팅은 120 nm 미만의 층 두께, 바람직하게는 100 nm 미만의 층 두께, 특히 80 nm 미만의 층 두께를 갖는다.
필요한 견고성을 확보하기 위해 최소 층 두께의 동시적 보증에 관련하여, 코팅은 20 내지 120 nm의 층 두께, 바람직하게는 40 내지 100 nm의 층 두께, 특히 50 내지 60 nm의 층 두께를 갖는 것을 생각할 수 있다.
예를 들면, 76 및 77 GHz 범위에서 전자기 스펙트럼의 대부분에 대한 유리한 투명도 및 레이더 적용 또는 정전용량 센서용 코팅으로서의 관련된 적용성을 유지하는 것과 관련하여, 금속 재료는 코팅 내에 50 중량% 미만, 바람직하게는 25 중량% 미만, 특히 10 중량% 미만으로 존재하는 것이 유리할 수 있다. 금속 재료의 첨가를 증가시키면, 코팅의 투명도는 전자기 스펙트럼의 대부분에서 저감되는 것이 예상되고, 이는 일부의 퇴적의 경우에 불리하다.
코팅의 반사 최소값과 반사 최대값 사이의 차이를 가능한 한 효과적으로 최소화하기 위한 목적에서, 코팅은 광학 범위 내에서 2를 초과하는, 바람직하게는 3을 초과하는, 특히 4를 초과하는 평균 흡수 계수(k)를 갖는 것이 유리할 수 있다. 대안적으로, 광학 범위 내에서의 평균 흡수 계수(k) 대신에 특정 파장(예를 들면, 620 nm)의 흡수 계수(k)가 사용될 수도 있다. 위에서 이미 설명한 바와 같이, 코팅층의 반사 최소값과 반사 최대값 사이의 차이가 크면 코팅층 내에서 원하지 않는 "현란한" 색 감지로 이어진다.
레이더 기술에서 문제의 코팅의 가능한 퇴적의 경우에, 코팅이 사용되는 주파수 범위 내에서 투명하면 특히 유리하다. 그러므로, 코팅은, 76 내지 77 GHz의 주파수 범위에서, 80%를 초과하는, 바람직하게는 90%를 초과하는, 특히 95%를 초과하는 투명도를 갖는 것이 유리할 수 있다.
코팅의 광학적 특성을 가능한 한 구체적으로 조정할 수 있도록 하기 위해, 반도체 재료가 순수한 물질의 형태로 존재하는 것이 유리할 수 있고, 이 반도체 재료는 바람직하게는 실리콘 또는 게르마늄 또는 셀레늄 또는 갈륨 비화물로 형성된다. 코팅의 광학적 특성의 적응, 특히 코팅의 상이한 광학적 특성의 적응에 관한 유연성의 향상에 관하여, 반도체 재료가 상이한 반도체 재료들의 혼합물로서 존재하는 경우에 더 유리할 수 있고, 여기서 반도체 재료는, 바람직하게는, 실리콘 및/또는 게르마늄 및/또는 셀레늄 및/또는 갈륨 비화물을 포함한다.
마찬가지로, 코팅의 광학적 특성의 가장 표적화된 가능한 적응에 관하여, 금속 재료는 순수한 물질의 형태로 존재할 수 있고, 이 금속 재료는, 바람직하게는, 크로뮴 또는 몰리브데넘 또는 알루미늄 또는 지르코늄으로 형성된다. 더욱이, 코팅의 광학적 특성의 적응에 관한 유연성의 향상에 관하여, 금속 재료가 상이한 금속들의 혼합물로서 존재하는 경우에 동등하게 유리할 수 있고, 이 금속은, 바람직하게는, 크로뮴 및/또는 몰리브데넘 및/또는 알루미늄 및/또는 지르코늄을 포함할 수 있다.
본 발명의 추가의 이점, 특징 및 세부내용은 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명하는 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다. 이와 관련하여, 청구범위 및 설명에서 언급되는 특징은 각각 개별적으로 또는 임의의 조합으로 본 발명에 불가결한 것일 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 코팅의 금속 함량의 함수로서의 L*a*b 색공간의 L값(a), a값(b) 및 b값(c)의 플롯의 개략도이고,
도 2는 350 nm 내지 750 nm의 파장 범위에서의 다양한 코팅의 반사율(%)의 플롯의 개략도이고,
도 3은 350 nm 내지 750 nm의 파장 범위에서의 다양한 코팅의 반사율(%)의 플롯의 개략도이고,
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 코팅의 층 두께 및 참조 측정의 함수로서의 L*a*b 색공간의 L값(위), a값(중간) 및 b값(아래)의 플롯의 개략도이고,
도 5는 비금속 표면에 퇴적하기 위한 코팅을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 개별 단계의 개략도이다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 코팅의 금속 함량의 함수로서의 L*a*b 색공간의 L값(도 1a), a값(도 1b) 및 b값(도 1c)의 플롯의 개략도를 도시한다.
도 1a 내지 도 1c로부터 알 수 있는 바와 같이, L*a*b 색공간의 L값, a값 및 b값은 특히 본 발명에 따른 코팅의 조성의 함수로서 변화한다. 본 발명에 따른 코팅 내의 금속의 비율은 증착 전력(kW)에 비례한다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅의 L값은 처음에는 금속 함량의 증가와 함께 감소하고, 그 후 약 0.5 kW의 값에서 단시간 증가하고, 다음에 금속 재료의 추가의 첨가와 함께 더 감소한다. 다른 한편, a값은 약 0.5 kW의 값까지 꾸준히 증가하고, 그 후 약 0.5 kW의 값으로부터 꾸준히 떨어진다. 다른 한편, b값은 금속 재료의 제 1 첨가로부터 꾸준히 감소한다.
따라서, 도 1a 내지 도 1c에 따른 퇴적에 기초하면, 본 발명에 따른 코팅의 광학적 특성은 금속 재료의 선택적 혼합 또는 퇴적에 의해 표적화된 방식으로 변화될 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 2는 350 nm 내지 750 nm의 파장 범위에서의 다양한 코팅의 반사율(%)의 플롯의 개략도를 도시한다. 여기서 코팅(1)은 순수한 실리콘으로 구성되어 있고, 반면에 코팅(2)는 실리콘 및 낮은 크로뮴 함량을 갖는 본 발명에 따른 코팅이고, 코팅(3)은 실리콘 및 높은 크로뮴 함량을 갖는 본 발명에 따른 코팅이다.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 350 내지 750 nm의 광학 범위에서의 반사율은 코팅층의 조성에 명백하게 의존한다. 따라서, 3 개의 코팅(1 내지 3)의 반사율의 경과는 350 nm 내지 750 nm의 파장 범위에서 기본적으로 유사하지만, 코팅(1)(순수 Si)은 500 내지 750 nm에서 최고 반사율을 보인다. 다른 한편, 코팅(2)(Si + 소량의 Cr)는 500 내지 750 nm에서 상당히 더 낮은 반사율을 나타내지만 코팅(3)(Si + 다량의 Cr)의 반사율보다는 여전히 더 크다.
도 3은 350 nm 내지 750 nm의 파장 범위에서 상이한 코팅의 반사율(%)의 플롯의 개략도를 보여주며, 여기서 코팅(1')은 순수 실리콘으로 구성되고, 반면에 코팅(2')은 실리콘 및 높은 게르마늄 함량을 갖는 본 발명에 따른 코팅(반도체 재료 + 도핑된 추가의 반도체 재료, 반도체 재료 + 도핑된 추가의 반도체 재료(이것은 반도체 재료층의 형성을 위한 반도체 재료와는 다름))이고, 코팅(3')은 실리콘 및 중간 전도의 게르마늄 함량을 갖는 본 발명에 따른 코팅을 나타내고, 코팅(4')는 실리콘 및 낮은 게르마늄 함량을 갖는 코팅을 나타낸다.
도 3로부터 알 수 있는 바와 같이, 350 내지 750 nm의 광학 범위에서의 반사율은 코팅층의 조성에 명백하게 의존한다. 따라서, 4 개의 코팅(1' 내지 4')의 반사율의 경과는 350 nm 내지 750 nm의 파장 범위에서 기본적으로 유사하지만, 코팅(1')(순수 Si)은 500 내지 750 nm에서 최고 반사율을 보인다. 코팅(2')(Si + 다량의 Ge)는 500 내지 750 nm에서 더 낮은 반사율을 보이지만, 코팅(3')(Si + 중간정도의 Ge) 및 코팅(4')(Si + 소량의 Ge)의 반사율보다는 여전히 더 높다.
도 4는 본 발명(원형)의 제 1 실시형태에 따른 코팅의 층 두께 및 참조 측정(사각형)의 함수로서의 L*a*b 색공간의 L값(위), a값(중간) 및 b값(아래)의 플롯의 개략도를 도시한다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 참조 측정(순수 Si)은 L값, a값 및 b값에 관하여 코팅(Si + Cr)과 원칙적으로 동일한 경향을 보여준다. 즉, L값은 코팅 두께의 증가와 함께 감소하고, a값은 코팅 두께의 증가와 함께 증가하고, b값은 처음에는 코팅 두께의 증가와 함께 일정하게 유지되다가 나중에 약간 감소한다. 그러나, L값 및 a값, 특히 b값은 순수 반도체 재료의 경우에 현저히 더 높고, 결과적으로 부분적으로 원하지 않는 화려한 색 인식을 달성한다는 것을 명확히 알 수 있다.
도 5는 비금속 표면에 퇴적하기 위한 코팅을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 개별 단계의 개략도를 도시한다.
이와 관련하여, 본 발명에 따른 방법은 먼저 기판에 대한 반도체 재료층의 접착을 더 강하게 하기 위해 기판 표면을 전처리(100)하는 선택적인 제 1 단계를 포함한다. 전처리(100)는, 바람직하게는, 접착제 층의 퇴적을 포함할 수 있고, 여기서 접착제 층은 특히 래커층의 형태로 형성될 수 있다.
다음에 본 발명에 따른 방법에 따르면, 반도체 재료층을 형성하기 위해 반도체 재료의 퇴적(120)이 기판 상에서 실행되고, 금속 재료의 퇴적(140)이 실행되고, 이로 인해 금속 재료는 반도체 재료층 내에 도입되어 표적화된 방식으로 코팅의 광학적 특성을 적응시킨다. 금속 재료의 퇴적(140)은 반도체 재료층의 퇴적(120)과 동시에 또는 후속하여 이루어질 수 있다.
개선된 보호 또는 추가의 특성을 문제의 코팅 내에 통합하기 위해 보호층이 선택적으로 적용될 수 있고, 여기서 보호층은 특히 래커층 등의 형태로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 방법 또는 본 발명에 따른 코팅에 의해, 특히 반도체 층 내로 금속 재료의 표적화된 도입을 통해, 특히 레이더 퇴적을 위해 또는 정전용량 센서의 분야에서 다양한 방식으로 사용될 수 있는 매력적인 금속 외관을 갖는, 그리고 이와 동시에 그 외관이 시야각에 거의 의존하지 않는 코팅을 생성할 수 있다.
100 기판 표면의 전처리
120 반도체 재료의 퇴적
140 금속 재료의 퇴적
160 보호 코팅의 퇴적

Claims (21)

  1. 비금속 표면에 퇴적시키기 위한 코팅을 제조하기 위한 방법으로서,
    - 반도체 재료층을 형성하기 위해 기판에 반도체 재료를 적용하는 것(120), 및
    - 금속 재료 또는 추가의 반도체 재료의 동시의 또는 후속의 퇴적(140)을 포함하고, 상기 금속 재료 또는 상기 추가의 반도체 재료는 상기 코팅의 광학적 특성을 조정하기 위해 표적화된 방식으로 상기 반도체 재료층 내에 도입되는, 코팅의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 재료는 순수한 물질의 형태로 첨가되고, 상기 반도체 재료는, 바람직하게는, 실리콘 또는 게르마늄 또는 셀레늄 또는 갈륨 비화물의 형태로 첨가되는, 코팅의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 재료는 순수한 물질의 형태로 첨가되고, 상기 금속 재료는, 바람직하게는, 크로뮴 또는 몰리브데넘 또는 알루미늄 또는 지르코늄으로 형성될 수 있는, 코팅의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적용될 상기 금속 재료 및/또는 적용될 상기 금속 재료의 양 및/또는 적용될 상기 금속 재료의 퇴적 면적은, 적어도 부분적으로, 광학 영역에서 상기 금속 재료의 흡수 계수(k)에 기초하여 선택되는, 코팅의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 재료의 퇴적(120) 및/또는 상기 금속 재료의 퇴적(140)은 열처리를 통해 실행되고, 상기 열처리는, 바람직하게는, 400℃를 초과하는 온도, 특히 800℃를 초과하는 온도에서 실행되는, 코팅의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적용되는 상기 금속 재료의 양 및/또는 반도체 재료와 금속 재료의 합계에 대한 적용되는 금속 재료의 비율은 처리 시간의 변경 및/또는 처리 온도의 변경을 통해 영향을 받는, 코팅의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판에 대한 상기 반도체 재료의 퇴적(120)은 일부의 금속 재료의 퇴적(140)과 적어도 부분적으로 동시에 이루어지고, 적용될 상기 반도체 재료와 적용될 상기 금속은, 바람직하게는, 상기 퇴적(120, 140) 중에 서로 사전혼합 및/또는 혼합되는, 코팅의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 재료와 상기 금속 재료의 퇴적(120, 140)은 화학적 및/또는 물리적 코팅 프로세스를 통해, 바람직하게는 CVD 및/또는 PVD 프로세스를 통해, 특히 PA-CVD 및/또는 HIPIMS 및/또는 캐소드 아크 퇴적 프로세스 및/또는 EBPVD 프로세스를 통해 실행되는, 코팅의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 재료의 퇴적(120) 중에 코팅될 상기 기판에 음의 바이어스 전압이 인가되고, 상기 음의 바이어스 전압은 200 V 미만, 바람직하게는 150 V 미만, 특히 100 V 미만인, 코팅의 제조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 재료의 퇴적(120)에서 차폐 가스가 사용되고, 상기 차폐 가스는, 바람직하게는, 질소 및/또는 아르곤의 형태로 형성되는, 코팅의 제조 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    반도체 재료가 기판에 적용(120)되기 전, 상기 기판에 대한 상기 반도체 재료층의 접착이 더 강해지도록 상기 기판 표면의 전처리(100)가 실행되고, 상기 전처리(100)는, 바람직하게는, 접착제 층의 퇴적을 포함하고, 상기 접착제 층은 특히 래커층(lacquer layer)의 형태로 형성되는, 코팅의 제조 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    반도체 재료의 퇴적(120) 및 동시의 또는 후속의 금속 재료의 퇴적(140) 후, 보호층의 최종 퇴적(160)이 이루어지고, 상기 보호층은 특히 래커층의 형태로 형성되는, 코팅의 제조 방법.
  13. 일부의 금속 재료를 갖는 반도체 재료층 또는 해당 반도체 재료층 내에 통합되는 추가의 반도체 재료를 포함하는 특히 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조가능한 비금속 표면에 퇴적시키기 위한, 코팅.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 코팅은 단층(monolayer)의 형태인, 코팅.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 코팅은 120 nm 미만의 층 두께, 바람직하게는 100 nm 미만의 층 두께, 특히 80 nm 미만의 층 두께를 갖는, 코팅.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 20 내지 120 nm의 층 두께, 바람직하게는 40 내지 100 nm의 층 두께, 특히 50 내지 60 nm의 층 두께를 갖는, 코팅.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 재료의 50 중량% 미만, 바람직하게는 25 중량% 미만, 특히 10 중량% 미만이 상기 코팅 내에 존재하는, 코팅.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 광학 범위 내에서 2를 초과하는, 바람직하게는 3을 초과하는, 특히 4를 초과하는 평균 흡수 계수(k)를 갖는, 코팅.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 76 내지 77 GHz의 주파수 범위에서 80%를 초과하는, 바람직하게는 90%를 초과하는, 특히 95%를 초과하는 투명도를 갖는, 코팅.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 재료는 순수한 물질의 형태로 첨가되고, 상기 반도체 재료는 바람직하게는 실리콘 또는 게르마늄 또는 셀레늄 또는 갈륨 비화물로 형성되는, 코팅의 제조 방법.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 재료는 순수한 물질의 형태이고, 상기 금속 재료는 바람직하게는 크로뮴 또는 몰리브데넘 또는 알루미늄 또는 지르코늄으로 형성되는, 코팅.
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