PL193049B1 - Sposób wytwarzania cienkich, trudno rozpuszczalnych warstw powłokowych - Google Patents
Sposób wytwarzania cienkich, trudno rozpuszczalnych warstw powłokowychInfo
- Publication number
- PL193049B1 PL193049B1 PL350799A PL35079900A PL193049B1 PL 193049 B1 PL193049 B1 PL 193049B1 PL 350799 A PL350799 A PL 350799A PL 35079900 A PL35079900 A PL 35079900A PL 193049 B1 PL193049 B1 PL 193049B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- layer
- starting material
- hydroxide
- starting
- gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 106
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 32
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 35
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- -1 chalcogenide compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 2
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 16
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 17
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 239000010408 film Substances 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CJOBVZJTOIVNNF-UHFFFAOYSA-N cadmium sulfide Chemical compound [Cd]=S CJOBVZJTOIVNNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 5
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 5
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L cadmium dichloride Chemical compound Cl[Cd]Cl YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 238000000224 chemical solution deposition Methods 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 229910021511 zinc hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940007718 zinc hydroxide Drugs 0.000 description 2
- BHKKSKOHRFHHIN-MRVPVSSYSA-N 1-[[2-[(1R)-1-aminoethyl]-4-chlorophenyl]methyl]-2-sulfanylidene-5H-pyrrolo[3,2-d]pyrimidin-4-one Chemical compound N[C@H](C)C1=C(CN2C(NC(C3=C2C=CN3)=O)=S)C=CC(=C1)Cl BHKKSKOHRFHHIN-MRVPVSSYSA-N 0.000 description 1
- BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N Aspirin Chemical compound CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(O)=O BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020968 MoSi2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 108091081062 Repeated sequence (DNA) Proteins 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052575 non-oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011225 non-oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000004771 selenides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005118 spray pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 150000004772 tellurides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L zinc hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Zn+2] UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/10—Oxidising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/02—Pretreatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/80—After-treatment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S501/00—Compositions: ceramic
- Y10S501/90—Optical glass, e.g. silent on refractive index and/or ABBE number
- Y10S501/906—Thorium oxide containing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Pyridine Compounds (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
1. Sposób wytwarzania cienkich, trudno rozpuszczalnych warstw powlokowych tlenkowych lub ceramicznych na podlozach o dowolnej morfologii, znamienny tym, ze w zaleznosci od zadanej grubosci warstwy cyklicznie przeprowadza sie nastepujace etapy postepowania: I. nanoszenie co najmniej jednej odpowiedniej substancji wyj- sciowej (P) do tworzenia warstwy na powierzchni podloza (S), II. suszenie utworzonej warstwy substancji wyjsciowej (PL) w strumieniu gazu obojetnego (GS) lub przez odparowanie, III. gazowanie osuszonej warstwy substancji wyjsciowej (PLD) wilgotnym gazem-reagentem (RG) w celu przemiany w odpowiednia warstwe wodorotlenku lub kompleksu (HL), IV. obróbka termiczna utworzonej warstwy wodorotlenku lub kom- pleksu (HL) w celu tworzenia konkretnej warstwy koncowej (OL/CL) i nastepnie w zaleznosci od wystapienia nie przetworzonych skladników wyjsciowych lub niepozadanych produktów ubocznych: V. plukanie w celu ich usuniecia i nastepnie suszenie. 2. Sposób wytwarzania cienkich, trudno rozpuszczalnych warstw powlokowych metalicznych na podlozach o dowolnej morfo- logii, znamienny tym, ze w zaleznosci od zadanej grubosci warstwy cyklicznie przeprowadza sie nastepujace etapy postepowania: I. nanoszenie co najmniej jednej odpowiedniej substancji wyj- sciowej (P) w celu tworzenia warstwy na powierzchni podloza (S), II. suszenie utworzonej warstwy substancji wyjsciowej (PL) w strumieniu gazu obojetnego (GS) lub przez odparowanie, ………. 3. Sposób wytwarzania cienkich, trudno rozpuszczalnych warstw powlokowych chalkogenkowych na podlozach o dowolnej morfologii, znamienny tym, ze w zaleznosci od zadanej grubosci warstwy cyklicz- nie przeprowadza sie nastepujace etapy postepowania: ………………… PL PL PL
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania cienkich, trudno rozpuszczalnych warstw powłokowych na podłożach o dowolnej morfologii. Przy tym korzystnie chodzi o wytwarzanie warstw ceramicznych i tlenkowych, ale też warstw metalicznych oraz dalszych warstw chalkogenkowych.
Zgodnie z definicją (por. Technische Keramik, wydawca B. Thier, Vulkan Verlag, Essen 1988, str. 2 do 25.) Niemieckiego Towarzystwa Ceramicznego materiały ceramiczne są nieorganiczne, niemetaliczne, trudno rozpuszczalne w wodzie i przynajmniej w 30% krystaliczne. Można je jednak rozszerzyć o grupę szkieł, ceramiki szklanej i nieorganicznych spoiw. Materiały ceramiczne dzielą się na dwie duże grupy: ceramikę funkcjonalną i ceramikę strukturalną. W przypadku ceramiki strukturalnej rozpatruje się materiały oparte na tlenkach i krzemianach jak również węglikach, azotkach, borkach i krzemkach (MoSi2) pierwiastków grup głównych.
W przypadku rozpatrywania systematycznego można przez ceramikę tlenkową rozumieć wszystkie materiały ceramiczne, które zasadniczo (>90%) składają się z jednofazowych i jednoskładnikowych tlenków metali. W przeciwieństwie do tego, wszelkie materiały oparte na materiałach wytwarzanych ceramicznie z układu boru, węgla, azotu, krzemu i m.in. tlenu określa się jako ceramiki nietlenkowe. Materiały ceramiczne tlenkowe są to materiały polikrystaliczne złożone z czystych tlenków lub związków tlenkowych; wykazują one wysoką czystość i z reguły są pozbawione fazy szklistej. Oprócz wysokotopliwych tlenków metali, takich jak np. tlenek glinu, cyrkonu, magnezu, tytanu i berylu, oraz tlenku wapnia można także zaliczyć do tego magnetoceramiczne substancje i materiały o wysokiej stałej dielektrycznej, piezoceramikę. Typowe jest jednak ograniczenie się do tlenków wysokotopliwych. Jednak dwutlenek krzemu (SiO2) nie jest zaklasyfikowany do ceramiki tlenkowej. Dlatego też, a także przy uwzględnieniu dalszych tlenków, które są odpowiednie, ale nie należą do materiałów ceramicznych, wynalazek odnosi się do wytwarzania warstw zarówno ceramicznych jak i tlenkowych. W przypadku materiałów tlenkoceramicznych rozróżnia się między tlenkami prostymi i złożonymi. Należą tu np. chromit o zgrubnej strukturze i perowskit, ferryt i granaty o drobnej strukturze.
Trudno rozpuszczalne warstwy można było dotąd nanosić na powierzchnie przez rozpylanie jonowe lub naparowywanie, za pomocą techniki zol-żel, osadzania w kąpieli chemicznej, lub osadzania z fazy parowej (Metal Organic Chemical Vapor Deposition MOCVD). Z artykułu Laser annealing of zinc oxide thin film deposited by spray-CVD, G.K.Bhaumik et al., Elsevier Materials Science and Engineering B52 (1998) 25-31, wiadomo o nanoszeniu polikrystalicznej warstewki ZnO na podłoża kwarcowe i krzemowe za pomocą metody rozpylania CVD. Naniesioną warstewkę można następnie ogrzewać przez promieniowanie laserowe w celu polepszenia jego struktury krystalicznej. Nanoszenie niedomieszkowanych warstewek ZnO przez pirolizę rozpryskową z zastosowaniem wodnego roztworu azotanu cynku jest znane z artykułu Optical and electrical properties of undoped ZnO films grown by spray pyrolyse of zinc nitrate solution, S.A. Studenikin et al., J. of Appl. Phys. Vol.83, No.4, 15. Feb. 1998, 2104-11). Punkt ciężkości tego artykułu jest zawarty w określeniu związków między temperaturą pirolizy a strukturalnymi, elektrycznymi i optycznymi właściwościami warstewek ZnO. Przez ogrzewanie próbek podłoży osiągnięto różne temperatury, np. w azocie osiągnięto 400°C.
W przypadku rozpylania jonowego (por. dla ZnO: Use of a helicon wave excited plasma of aluminium-doped ZnO thin-film sputtering, K.Yamaya et al., Appl. Phys. Lett. 72(2), 12.Jan.1998, 235-37) atomy z katody metalowej są wyzwalane przez bombardujące jony z wyładowania w gazie (Rozpylanie katodowe). Następnie rozpylony metal opada na powierzchnię jako równomierna warstwa. W przypadku epitaksji z użyciem wiązki molekularnej przy wykorzystaniu zawierającej tlen plazmy w obecności pola mikrofalowego można wytwarzać monokrystaliczne cienkie warstwy ZnO na c-planarnym szafirze (por. Plasma assisted molecular beam epitaxy of ZnO on c-plane sapphire: Growth and characterisation, Y.Chen et al., J. of Appl.Phys., Vol. 84, No. 7, 1.Oct.1998, 3912-18). Warstewki ZnO o dobrej jakości można także wytwarzać przez bezpośrednie elektroosadzanie z roztworów wodnych przy niskiej temperaturze procesu (por.: Preparation Of ZnO Films By Electrodepositon From Aqueous Solution, S.Peulon et al., 13th Europ. Photovoltaic Solar Energy Conference, 23-27 October 1995, Nice, France, 1750-52). W przypadku techniki zol-żel (por. Micostructure of TiO2 and ZnO Films Fabricated by the Sol-Gel-Method, Y.Ohya et al., J.Am.Ceram.Soc. 79[4], 825-30 (1996)) jako zol zestalają się istniejące roztwory koloidalne przy reakcji z wodą i usunięciu rozpuszczalnika z trwale zaadsorbowanymi resztami rozpuszczalnika do żelu, który może być na powierzchni osadzony i suszony.
PL 193 049 B1
W przypadku metody chemicznego osadzania w kąpieli (Chemical Bath Deposition CBD, por. dla struktur ZnO/CdS/CIS/Mo: Effects of Cd-Free Buffer Layer For CuInSe2 Thin Solar Cells, T.Nii et al., First WCPEC; Dec.S-9, 1994; Hawaii, 254-57) przy wytwarzaniu trudno rozpuszczalnych warstw chalkogenków metali rozróżnia się oba różne warianty: SlLAR-Verfahren (Successive Ionic Layer
Adsorption and Reaction) i Metoda chalkogenowo-mocznikowa.
Przedmiotem publikacji CuInS2 as an extremely thin absorber in an eta solar cell” von J. Molier et al. (Conference Proceedings of the 2nd World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion, 6.-10. Juli 1998, str. 209 -211, XP 002110735 Wiedeń) jest sposób wychodzący ze znanych metod ulepszonego wytwarzania cienkich warstw chalkogenku metalu przy podaniu różnych składów materiałów. W przypadku tego sposobu następnie roztwór związku metalu jest nanoszony na podłożu, tak że osadzają się tam jony. Z podłoża jest następnie w procesie suszenia usuwany rozpuszczalnik. Następnie gaz zawierający chalkogenowodór jest doprowadzany do kontaktu z osadzoną warstwą jonów, aby wywołać reakcję z jonami metalu. Tym sposobem można łatwo wytwarzać jednorodne warstwy chalkogenku metalu o stałej jakości. Jako zastosowanie takich warstw można np. wymienić warstwy absorbera lub warstwy buforowe w ogniwach słonecznych. Najbliższym stanem techniki dla niniejszego wynalazku jest opisany w tej publikacji sposób, który można określić jako sposób ILGAR (IonicLayer GasReaction).
Wobec tego znanego sposobu zadaniem niniejszego wynalazku powinno być też umożliwienie wytwarzania dalszych warstw powierzchniowych przy innych składach materiałowych. Sposób pomimo tego powinien być prosty w swoim przebiegu, także z punktu widzeniaekologii i ekonomii. Ponadto dzięki stosowanym materiałom powinnoosiągać się rozszerzony zakres stosowania. Częścią tego problemu jest również dążenie do ulepszonego jakościowo powlekaniaprzy ulepszonym wykorzystaniu materiałów względem znanych powłoko strukturze chalkogenkowej.
Osiąga się to za pomocą sposobu wytwarzania cienkich, trudno rozpuszczalnych warstw tlenkowych lub ceramicznych na podłożach o dowolnej morfologii, polegającego według wynalazku na tym, że w zależności od żądanej grubości warstwy cyklicznie przeprowadza się następujące etapy postępowania:
I. nanoszenie co najmniej jednej odpowiedniej substancji wyjściowej do tworzenia warstwy na powierzchni podłoża,
II. suszenie utworzonej warstwy substancji wyjściowej w strumieniu gazu obojętnego lub przez odparowanie,
III. gazowanie osuszonej warstwy substancji wyjściowej wilgotnym gazem-reagentem w celu przemiany w odpowiednią warstwę wodorotlenku lub kompleksu,
IV. obróbka termiczna utworzonej warstwy wodorotlenku lub kompleksu w celu tworzenia konkretnej warstwy końcowej i następnie w zależności od wystąpienia nie przetworzonych składników wyjściowych lub niepożądanych produktów ubocznych:
V. płukanie w celu ich usunięcia i następnie suszenie.
Dalszym przedmiotem jest sposób wytwarzania cienkich, trudno rozpuszczalnych warstw metalicznych na podłożach o dowolnej morfologii, polegający na tym, że w zależności od żądanej grubości warstwy cyklicznie przeprowadza się następujące etapy postępowania:
I. nanoszenie co najmniej jednej odpowiedniej substancji wyjściowej w celu tworzenia warstwy na powierzchni podłoża,
II. suszenie utworzonej warstwy substancji wyjściowej w strumieniu gazu obojętnego lub przez odparowanie,
III. gazowanie osuszonej warstwy substancji wyjściowej wilgotnym, działającym redukującogazem-reagentem w celu tworzenia warstwy metalicznej i
IV. obróbka termiczna utworzonej warstwy metalu w celu usunięcia nie przetworzonych składników wyjściowych lub niepożądanych produktów ubocznych.
Kolejnym przedmiotem jest sposób wytwarzania cienkich, trudno rozpuszczalnych, innych warstw chalkogenkowych na podłożach o dowolnej morfologii, polegający według wynalazku na tym, że w zależności od żądanej grubości warstwy cyklicznie przeprowadza się następujące etapy postępowania:
I. nanoszenie co najmniej jednej odpowiedniej substancji wyjściowej w celu tworzenia warstwy na powierzchni podłoża,
II. suszenie utworzonej warstwy substancji wyjściowej w strumieniu gazu obojętnego lub przez odparowanie,
PL 193 049 B1
III. gazowanie osuszonej warstwy substancji wyjściowej wilgotnym gazem-reagentem w celu przemiany w odpowiednią warstwę wodorotlenku lub kompleksu,
IIIa. gazowanie warstwy wodorotlenku lub kompleksu dodatkowym gazem-reagentem, zawierającym związki chalkogenowodorowe, w celu tworzenia chalkogenkowej warstwy końcowej i
IV. obróbka termiczna utworzonej warstwy wodorotlenku lub kompleksu i/lub chalkogenkowej warstwy końcowej.
Korzystne dalsze postacie wykonania sposobu według wynalazku dla alternatywnego wytwarzania ceramicznych i tlenkowych, metalicznych lub innych warstw chalkogenkowych wyróżniają się według wynalazku tym, że:
- obróbka termiczna IV następuje bądź przez oddzielne ogrzanie konkretnej warstwy po jej utworzeniu lub przez podwyższenie temperatury procesu przy jej tworzeniu;
-co najmniej jedna substancja wyjściowa występuje jako roztwór z korzystnie łatwo lotnym rozpuszczalnikiem i nanoszenie roztworu na podłoże następuje przez zanurzanie lub natryskiwanie;
- substancja wyjściowa jest solą;
- wilgotny gaz-reagent jest korzystnie zasadowo reagującym gazem lub wodą w stanie gazowym;
- substancja wyjściowa jest mieszaniną różnych związków i że
-w poszczególnych cyklach postępowania stosuje się różne substancje wyjściowe, zwłaszcza w powtarzalnej kolejności.
Sposobem według wynalazku można łatwo wytworzyć warstewki trudno rozpuszczalnych tlenków i zasadniczo takich związków, które tworzą się przez reakcję suchego stałego związku wyjściowego z gazowym składnikiem reakcji. Decydująca jest tu zachodząca następnie hydroliza warstwy substancji wyjściowej suszonej dla uzyskania jednorodnej powierzchni przez wilgotny gaz-reagent w celu tworzenia wodorotlenków lub kompleksów, np. kompleksów aminowych przy użyciu wilgotnego gazowego amoniaku jako gazu-reagenta. W przypadku gazu-reagenta może także chodzić o inną, korzystnie zasadowo reagującą parę lub m.in. o samą parę wodną. Przez termin para należy rozumieć zawsze wilgotne gazy, tzn. mieszaninę złożoną z wody w stanie gazowym, zasadowego gazu i w większości przypadków obojętnego gazu nośnego. Wilgotny gazowy amoniak powstaje przez zwykłe bąbelkowanie azotu przez płuczkę z wodnym roztworem amoniaku. Wytwarzanie warstw metalicznych przez gazowanie wymaga odpowiednio obróbki działającymi redukująco gazami.
Przez następujące po gazowaniu przeprowadzenie obróbki termicznej wytwarza się następnie przez oddzielenie wody -i w przypadku kompleksów także przez oddzielenie ligandów - żądane ceramiczne lub tlenkowe warstwy powierzchniowe lub inne warstwy końcowe. Obróbka termiczna warstw wodorotlenku lub kompleksu może nastąpić w oddzielnym etapie sposobu po gazowaniu gazem-reagentem, np. przez ogrzanie warstw w piecu. Obróbka może jednak także odbyć się towarzysząc procesowi przy gazowaniu przez podwyższenie temperatury. Przez zastosowanie wyższej temperatury można m.in. skasować ewentualny etap czyszczenia, ponieważ wskutek tego mogą być już usunięte niepożądane substancje z warstewki. W pewnych przypadkach także bez zastosowania celowo wprowadzonego podwyższenia temperatury może się bezpośrednio tworzyć tlenek. Przy wytwarzaniu warstw chalkogenkowych obróbka termiczna może się rozciągać na oba wymagane gazowania. Obróbkę termiczną w celu tworzenia konkretnej warstwy końcowej można w pojedynczym przypadku rozumieć także w sensie usuwania zakłócających składników. Przy wytwarzaniu warstw metalicznych wykorzystuje się to, by usuwać niepożądane produkty uboczne.
W przypadku substancji wyjściowej z reguły chodzi o związek metaliczny, np. halogenki metalu, takie jak ZnCl2 lub AlCl3 tego metalu, którego tlenek, materiał ceramiczny (np. ZnO, Al2O3) lub metal jest żądany jako produkt końcowy dla powlekania. Odpowiednio rozpuszczona sól metalu jest następnie nanoszona na podłoże, suszona (ewentualnie aż do określonej wilgotności resztkowej) i poddawana przemianie z zastosowaniem reagentów gazowych.
Warstwy wytworzone sposobem według wynalazku mogą znaleźć zastosowanie w przypadku wytwarzania wielu składników ogniw słonecznych. W technice materiałowej może następować powlekanie wszelkich możliwych gładkich, szorstkich i porowatych podłoży. Ponadto przez użycie mieszanin substancji wyjściowej lub różnych substancji wyjściowych i ich naprzemiennego stosowania, sposób umożliwia także wytwarzanie jednorodnie domieszkowanych warstw i warstw mieszanych oraz wytwarzanie warstw wielokrotnych. Cienkie, trudno rozpuszczalne powłoki można stosować zwłaszcza wszędzie tam, gdzie jest wymagana zwiększona ochrona powierzchni. Może przy tym chodzić wyłącznie o mechaniczną i chemiczną ochronę powierzchni, ale także o wpływanie na ich fizyczne
PL 193 049 B1 i chemiczne właściwości powierzchniowe, jak np. przewodnictwo, własności odbijania i absorpcji, względnie katalizy lub chemisorpcji.
Jako dalsze zalety w porównaniu ze znanym sposobem należy ponadto wymienić:
· niższe koszty, wskutek umiarkowanych, niekrytycznych parametrów procesu, braku obniżonego ciśnienia · niewrażliwość na zmianę parametrów procesu · łatwe dostosowywanie grubości warstwy przez liczbę przebiegających cykli · wysoka powtarzalność wytworzonych warstw · jednorodne powlekanie podłoży o dowolnej powierzchni · powlekanie także zacienionych wewnętrznych powierzchni · pełne wykorzystanie materiału wyjściowego i · łatwa automatyzacja.
Wychodząc ze struktury kryształu związku wyjściowego, w etapie chalkogenizacji w celu utworzenia siarczków, selenków lub tellurków w znanym sposobie-ILGAR w określonych przypadkach zmienia się też struktura kryształu. Wymaga to jednak energii na przemianę, która to energia w przypadku przeprowadzania sposobu-ILGAR w temperaturze pokojowej dostępna jest jedynie w ograniczonej mierze. Prowadzi to do obniżonej przemiany materiału wyjściowego w produkt końcowy względnie do wolniejszej szybkości reakcji, tak więc pozostałości związku wyjściowego pozostają osadzone w wytworzonej cienkiej warstewce chalkogenku metalu i mogą zostać usunięte tylko przez dodatkowo przewidziane etapy płukania. W przypadku sposobu-ILGAR należy zatem liczyć się z obniżeniem jakości warstewki i zwiększonym czasem trwania osadzania.
Natomiast sposobem według wynalazku można osiągnąć polepszenie. W tym celu przewidziano alternatywne wytwarzanie innych powłok chalkogenkowych, tak że one po przemianie osuszonej warstwy substancji wyjściowej w odpowiednią warstwę wodorotlenku lub kompleksu są gazowane dodatkowym gazem-reagentem, zawierającym związki chalkogenowodorowe. Tą drogą reakcji poprzez utworzenie wodorotlenku metalu i zintegrowanie procesu ogrzewania można osiągnąć znacząco wyższą przemianę, dzięki czemu występuje mniej pozostałości materiału wyjściowego w produkcie końcowym. W przypadku chalkogenków opartych na siarce, selenie lub tellurze można przy tym stosować również wilgotny gazowy amoniak (NH3) jako dodatkowy gaz-reagent. Możliwym wyjaśnieniem tego efektu może być niższa energia aktywacji tego etapu pośredniego. Ponadto wiele wodorotlenków metalu nie wykazuje struktury krystalicznej, lecz są one amorficzne. Wskutek tego są one mniej ściśnięte i umożliwiają lepsze wnikanie gazu-reagenta w chalkogenizowaną warstwę.
Podwyższone zapotrzebowanie na energię podczas przemiany krystalicznej może naturalnie w sensie ogólnie znanego wygrzewania być zapewnione także bezpośrednio przez podwyższoną temperaturę procesu podczas etapu chalkogenizacji. Może w tym celu wystarczyć już oświetlenie podłoża lampą halogenową. Przeprowadzenie etapu chalkogenizacji wewnątrz pieca jest również możliwe. Wspomniane kroki prowadzą do bardziej czystych i bardziej wartościowych cienkich warstewek przy równoczesnym zmniejszeniu ilości stosowanego gazu-reagenta zawierającego chalkogenowodór i obniżają czas osadzania, ponieważ m.in. można zrezygnować z etapów płukania, które są czasochłonne i mogą obniżyć jakość produktu końcowego.
Przy prowadzeniu reakcji z wodorotlenkiem nie można się spodziewać dalszych pozostałości materiałów wyjściowych, występujące produkty uboczne są relatywnie łatwo lotne i przy odpowiednim doborze temperatury w ostatnim etapie procesu można je usunąć. Jeśli wielkość krystalitów produktu końcowego wobec utrzymania wysokiego stopnia przemiany ma pozostać małą, sensowną jest reakcja z wodorotlenkiem w nieznacznie podwyższonej temperaturze procesu. Nanokrystality zyskują coraz większe znaczenie w badaniach i w technice, ponieważ w cienkiej warstewce prowadzą do efektów skali kwantowej, które mają wpływ na optyczne i elektryczne właściwości materiału.
Przykłady wykonania wynalazku bliżej objaśniono niżej na podstawie figur 1 i 2, będących schematami ideowymi. I tak fig. 1 przedstawia zgodny z wynalazkiem przebieg procesu w przypadku wytwarzania powłoki ceramicznej w odpowiednim układzie, a fig. 2 przedstawia zgodny z wynalazkiem przebieg procesu w przypadku wytwarzania powłoki chalkogenkowej.
Figura 1 przedstawia wytwarzanie warstwy tlenku cynku na amorficznym podłożu S, rozciągniętym w uchwycie podłoża SH przemieszczalnym w przestrzeni trójwymiarowej. Dla przykrycia poszczególnych kąpieli uchwyt podłoża SH ma pokrywę C. W pierwszym etapie sposobu I podłoże S jest zanurzone w odpowiedniej substancji wyjściowej P (prekursor). W wybranym przykładzie wykonania chodzi o kąpiel w rozpuszczalniku LB z rozpuszczonym związkiem metalicznym - chlorkiem cynku
PL 193 049 B1
ZnCl2. Po wyciągnięciu na powierzchni podłoża znajduje się warstwa substancji wyjściowej PL, tu ZnCl2.
W drugim etapie sposobu II warstwa ZnCl2 jest najpierw suszona w naczyniu V, np. przez wprowadzenie strumienia gazu GS. Może przy tym chodzić o obojętny azot. W trzecim etapie sposobu III w naczyniu V osuszona warstwa substancji wyjściowej PLD jest następnie gazowana wilgotnym gazem-reagentem RG, tu: wilgotnym gazowym amoniakiem. Wilgotny gazowy amoniak wytwarza się przez zwykłe wprowadzenie azotu N2 do płuczki B, w której jest stężony roztwór amoniaku NH4OH i woda H2O. Po gazowaniu tworzy się na podłożu S warstwa wodorotlenku HL, w przykładzie wykonania - wodorotlenek cynku Zn(OH)2. Do suszenia i gazowania mogą także być stosowane różne naczynia V.
W czwartym etapie sposobu IV podłoże S z wodorotlenkiem cynku Zn(OH)2 jest wprowadzane do pieca H. Przez doprowadzenie energii w tym etapie sposobu IV jest Zn(OH)2 przez oddzielenie wody przeprowadzany termicznie w tlenek cynku ZnO. Ta warstwa tlenkowa względnie ceramiczna OL/CL pewnie pokrywa podłoże na całej jego dostępnej powierzchni, także wewnętrznej, i spełnia tam swoją funkcję. Następny etap sposobu - płukanie i suszenie jest ewentualny i nie będzie tu dalej przedstawiany. Stosownie do żądanej grubości warstwy wspomniane etapy sposobu mogą wielokrotnie przebiegać w sposób cykliczny.
Na fig. 2 schematycznie przedstawiono zgodny z wynalazkiem przebieg sposobu wytwarzania innych powłok chalkogenkowych na przykładzie siarczku kadmu CdS. Nie objaśniane tu dalej etapy sposobu i oznaczenia można powziąć z omówienia fig. 1. Po wykonaniu etapów sposobu I-III z adsorpcją P (CdCl2), suszeniem PLD (CdCl2), gazowaniem i tworzeniem wodorotlenku HL (Cd(OH)2) następuje dalszy etap sposobu IIIa, w przypadku którego utworzona warstwa wodorotlenku HL (Cd(OH)2) jest doprowadzana do kontaktu z dodatkowym, gazem-reagentem zawierającym związki chalkogenowodorowe CRG (tu siarkowodór H2S). W wyniku tego etapu sposobu IIIa, etapu chalkogenizacji, na podłożu S wytwarza się powłoka chalkogenkowa CHL w postaci siarczku kadmu (CdS). Podczas przeprowadzania etapu sposobu II-IIIa jest zwiększona temperatura procesu TP, np. przez przeprowadzenie etapu sposobu w piecu muflowym H, w celu polepszenia przemiany substancji. Obróbka termiczna w etapie sposobu IV rozciąga się tu też na oba gazowania III, IIIa.
Wykaz oznaczeń
B
C
CHL
CL
CRG
H
HL
LB
OL
P
PL
PLD
RG
S
SH
TP
V
GS
II
III
Illa
IV płuczka pokrywa warstwa chalkogenkowa warstwa ceramiczna gaz-reagent zawierający związki chalkogenowodorowe piec warstwa wodorotlenku kąpiel rozpuszczalnikowa warstwa tlenkowa substancja wyjściowa warstwa substancji wyjściowej osuszona warstwa substancji wyjściowej wilgotny gaz-reagent podłoże uchwyt podłoża temperatura procesu naczynie strumień gazu etap I postępowania etap II postępowania etap III postępowania etap IIla postępowania etap IV postępowania
Claims (9)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania cienkich, trudno rozpuszczalnych warstw powłokowych tlenkowych lub ceramicznych na podłożach o dowolnej morfologii, znamienny tym, że w zależności od żądanej grubości warstwy cyklicznie przeprowadza się następujące etapy postępowania:I. nanoszenie co najmniej jednej odpowiedniej substancji wyjściowej (P) do tworzenia warstwy na powierzchni podłoża (S),II. suszenie utworzonej warstwy substancji wyjściowej (PL) w strumieniu gazu obojętnego (GS) lub przez odparowanie,III. gazowanie osuszonej warstwy substancji wyjściowej (PLD) wilgotnym gazem-reagentem (RG) w celu przemiany w odpowiednią warstwę wodorotlenku lub kompleksu (HL),IV. obróbka termiczna utworzonej warstwy wodorotlenku lub kompleksu (HL) w celu tworzenia konkretnej warstwy końcowej (OL/CL) i następnie w zależności od wystąpienia nie przetworzonych składników wyjściowych lub niepożądanych produktów ubocznych:V. płukanie w celu ich usunięcia i następnie suszenie.
- 2. Sposób wytwarzania cienkich, trudno rozpuszczalnych warstw powłokowych metalicznych na podłożach o dowolnej morfologii, znamienny tym, że w zależności od żądanej grubości warstwy cyklicznie przeprowadza się następujące etapy postępowania:I. nanoszenie co najmniej jednej odpowiedniej substancji wyjściowej (P) w celu tworzenia warstwy na powierzchni podłoża (S),II. suszenie utworzonej warstwy substancji wyjściowej (PL) w strumieniu gazu obojętnego (GS) lub przez odparowanie,III. gazowanie osuszonej warstwy substancji wyjściowej (PLD) wilgotnym, działającym redukujące gazem-reagentem (RG) w celu tworzenia warstwy metalicznej iIV. obróbka termiczna utworzonej warstwy metalu w celu usunięcia nie przetworzonych składników wyjściowych lub niepożądanych produktów ubocznych.
- 3. Sposób wytwarzania cienkich, trudno rozpuszczalnych warstw powłokowych chalkogenkowych na podłożach o dowolnej morfologii, znamienny tym, że w zależności od żądanej grubości warstwy cyklicznie przeprowadza się następujące etapy postępowania:I. nanoszenie co najmniej jednej odpowiedniej substancji wyjściowej (P) w celu tworzenia warstwy na powierzchni podłoża (S),II. suszenie utworzonej warstwy substancji wyjściowej (PL) w strumieniu gazu obojętnego (GS) lub przez odparowanie,III. gazowanie osuszonej warstwy substancji wyjściowej (PLD) wilgotnym gazem-reagentem (RG) w celu przemiany w odpowiednią warstwę wodorotlenku lub kompleksu (HL),IIIa. gazowanie warstwy wodorotlenku lub kompleksu (HL) dodatkowym gazem-reagentem (CRG), zawierającym związki chalkogenowodorowe, w celu tworzenia chalkogenkowej warstwy końcowej (CHL) iIV. obróbka termiczna utworzonej warstwy wodorotlenku lub kompleksu (HL) i/lub chalkogenkowej warstwy końcowej (CHL).
- 4. Sposób według zastrz. 1albo 2 albo 3, znamienny tym, że obróbka termiczna IV następuje bądź przez oddzielne ogrzanie konkretnej warstwy po jej utworzeniu lub przez podwyższenie temperatury procesu (TP) przy jej tworzeniu.
- 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że co najmniej jedna substancja wyjściowa (P) występuje jako roztwór z korzystnie łatwo lotnym rozpuszczalnikiem i nanoszenie roztworu na podłoże (S) następuje przez zanurzanie (LB) lub natryskiwanie.
- 6. Sposób według zastrz. 1albo 2 albo 3, znamienny tym, że substancja wyjściowa (P) jest solą.
- 7. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że wilgotny gaz-reagent (RG) jest korzystnie zasadowo reagującym gazem lub wodą w stanie gazowym.
- 8. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że substancja wyjściowa (P) jest mieszaniną różnych związków.
- 9. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że w poszczególnych cyklach postępowania stosuje się różne substancje wyjściowe (P), zwłaszcza w powtarzalnej kolejności.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19916403A DE19916403C1 (de) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | Verfahren zur Herstellung dünner, schwer löslicher Beschichtungen |
| PCT/DE2000/001173 WO2000060135A2 (de) | 1999-04-06 | 2000-04-06 | Verfahren zur herstellung dünner, schwer löslicher beschichtungen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL350799A1 PL350799A1 (en) | 2003-02-10 |
| PL193049B1 true PL193049B1 (pl) | 2007-01-31 |
Family
ID=7904248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL350799A PL193049B1 (pl) | 1999-04-06 | 2000-04-06 | Sposób wytwarzania cienkich, trudno rozpuszczalnych warstw powłokowych |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8158204B1 (pl) |
| EP (1) | EP1169492B1 (pl) |
| JP (2) | JP4275319B2 (pl) |
| KR (1) | KR20010113877A (pl) |
| CN (1) | CN1268786C (pl) |
| AT (1) | ATE224965T1 (pl) |
| AU (1) | AU757674B2 (pl) |
| CA (1) | CA2367342A1 (pl) |
| DE (2) | DE19916403C1 (pl) |
| DK (1) | DK1169492T3 (pl) |
| ES (1) | ES2183798T3 (pl) |
| HU (1) | HU222653B1 (pl) |
| PL (1) | PL193049B1 (pl) |
| PT (1) | PT1169492E (pl) |
| RU (1) | RU2250932C2 (pl) |
| WO (1) | WO2000060135A2 (pl) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10142913B4 (de) | 2001-08-27 | 2004-03-18 | Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh | Vertikale Transistoranordnung mit einem flexiblen, aus Kunststofffolien bestehenden Substrat und Verfahren zu deren Herstellung |
| DE10160504C2 (de) * | 2001-11-30 | 2003-11-13 | Hahn Meitner Inst Berlin Gmbh | Verfahren zur Herstellung dünner, schwer löslicher Beschichtungen |
| DE10258727A1 (de) * | 2002-12-05 | 2004-06-24 | Schott Glas | Ofen |
| DE10339824B4 (de) * | 2003-08-24 | 2005-07-07 | Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh | Beschichtungsverfahren zur Deposition und Fixierung von Partikeln auf einer Substratoberfläche und Solarzellen mit funkionellem Schichtenaufbau |
| KR100863932B1 (ko) * | 2007-07-10 | 2008-11-18 | 주식회사 코미코 | 세라믹 용사 코팅층의 수화 처리 방법과, 이를 이용한정전척 제조 방법 그리고 상기 수화 처리 방법에 형성된세라믹 용사 코팅층을 갖는 기판 구조물 및 정전척 |
| DE102008017077B4 (de) | 2008-04-01 | 2011-08-11 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, 14109 | Verfahren zur Herstellung einer n-halbleitenden Indiumsulfid-Dünnschicht |
| DE102009037371B3 (de) * | 2009-08-13 | 2011-03-17 | Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh | Beschichtungsvorrichtung mit Ultraschallzerstäuber |
| CN103489962B (zh) * | 2013-10-07 | 2017-01-04 | 复旦大学 | 大面积制备半导体量子点的方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4242374A (en) * | 1979-04-19 | 1980-12-30 | Exxon Research & Engineering Co. | Process for thin film deposition of metal and mixed metal chalcogenides displaying semi-conductor properties |
| JPS63103886A (ja) * | 1986-10-21 | 1988-05-09 | 日本碍子株式会社 | メタライズペ−ストならびにそれを使用してなるセラミツクスのメタライズ法 |
| US5106828A (en) * | 1987-07-20 | 1992-04-21 | North American Philips Corporation | Method for fabricating superconductors by sol-gel process |
| DE69325055T2 (de) * | 1992-07-08 | 2000-03-09 | Yeda Res & Dev | Orientierte polykristalline dünne Filme aus Übergangsmetallchalcogeniden |
| JP2535790B2 (ja) * | 1994-09-08 | 1996-09-18 | 工業技術院長 | タングステンブロンズおよびその被覆複合体の製造方法 |
| US5686368A (en) * | 1995-12-13 | 1997-11-11 | Quantum Group, Inc. | Fibrous metal oxide textiles for spectral emitters |
| JPH10128115A (ja) * | 1996-11-01 | 1998-05-19 | Cosmo Sogo Kenkyusho:Kk | 担持貴金属触媒およびその製造方法 |
| ATE369631T1 (de) * | 1998-03-19 | 2007-08-15 | Hahn Meitner Inst Berlin Gmbh | Verfahren und anordnung zur herstellung dünner metallchalkogenid-schichten |
| DE19831214C2 (de) * | 1998-03-19 | 2003-07-03 | Hahn Meitner Inst Berlin Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Herstellung dünner Metallchalkogenid-Schichten |
-
1999
- 1999-04-06 DE DE19916403A patent/DE19916403C1/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-04-06 US US09/958,443 patent/US8158204B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-04-06 EP EP00934914A patent/EP1169492B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-06 HU HU0200790A patent/HU222653B1/hu not_active IP Right Cessation
- 2000-04-06 DE DE50000568T patent/DE50000568D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-06 PL PL350799A patent/PL193049B1/pl not_active IP Right Cessation
- 2000-04-06 WO PCT/DE2000/001173 patent/WO2000060135A2/de active IP Right Grant
- 2000-04-06 JP JP2000609623A patent/JP4275319B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-04-06 AT AT00934914T patent/ATE224965T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-04-06 CN CNB008059608A patent/CN1268786C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-04-06 AU AU50600/00A patent/AU757674B2/en not_active Ceased
- 2000-04-06 CA CA002367342A patent/CA2367342A1/en not_active Abandoned
- 2000-04-06 ES ES00934914T patent/ES2183798T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-06 PT PT00934914T patent/PT1169492E/pt unknown
- 2000-04-06 RU RU2001130044/02A patent/RU2250932C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2000-04-06 KR KR1020017012681A patent/KR20010113877A/ko active IP Right Grant
- 2000-04-06 DK DK00934914T patent/DK1169492T3/da active
-
2009
- 2009-01-05 JP JP2009000038A patent/JP2009084153A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PT1169492E (pt) | 2003-02-28 |
| JP2003530284A (ja) | 2003-10-14 |
| CN1268786C (zh) | 2006-08-09 |
| DE50000568D1 (de) | 2002-10-31 |
| HU222653B1 (hu) | 2003-09-29 |
| CA2367342A1 (en) | 2000-10-12 |
| DK1169492T3 (da) | 2003-02-03 |
| RU2250932C2 (ru) | 2005-04-27 |
| DE19916403C1 (de) | 2000-10-12 |
| KR20010113877A (ko) | 2001-12-28 |
| EP1169492B1 (de) | 2002-09-25 |
| WO2000060135A3 (de) | 2001-04-19 |
| JP4275319B2 (ja) | 2009-06-10 |
| HUP0200790A2 (en) | 2002-07-29 |
| ES2183798T3 (es) | 2003-04-01 |
| EP1169492A2 (de) | 2002-01-09 |
| PL350799A1 (en) | 2003-02-10 |
| AU5060000A (en) | 2000-10-23 |
| AU757674B2 (en) | 2003-02-27 |
| ATE224965T1 (de) | 2002-10-15 |
| WO2000060135A2 (de) | 2000-10-12 |
| JP2009084153A (ja) | 2009-04-23 |
| CN1346412A (zh) | 2002-04-24 |
| US8158204B1 (en) | 2012-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2009084153A (ja) | 薄い、難溶性の被覆の製造方法 | |
| Ortega-López et al. | Improved efficiency of the chemical bath deposition method during growth of ZnO thin films | |
| CN107534088A (zh) | 气体诱导钙钛矿形成 | |
| KR20120030434A (ko) | 구리 주석 황화물 및 구리 아연 주석 황화물 필름의 제조 방법 | |
| Raidou et al. | Characterization of ZnO thin films grown by SILAR method | |
| CN100424233C (zh) | 一种多晶氧化锌薄膜材料的制备方法 | |
| Armelao et al. | Synthesis of Bi2O3 and Bi4 (SiO4) 3 thin films by the sol-gel method | |
| Ezenwa et al. | Characterization of chemically synthesized copper zinc sulphide (CuZnS2) thin films | |
| Xavier et al. | Th e properties of chemical bath deposited cadmium sulfide thin films with the effect of ammonia sal t concentration | |
| Al-Mamun et al. | Structural, electrical and optical properties of copper selenide thin films deposited by chemical bath deposition technique | |
| Messaoudi et al. | SnS THIN FILMS DEPOSITION BY SPRAY PYROLYSIS: SOLVENT INFLUENCE. | |
| Islam et al. | Structural, electrical and optical properties of copper selenide thin films deposited by chemical bath deposition technique | |
| Toma et al. | Preparation and characterization of CdS thin film using chemical bath deposition (CBD) technique for solar cell application | |
| Sall et al. | Elaboration and characterization of In 2 S 3 thin films by spray pyrolysis with [S]/[In]= 3 ratio | |
| Zheng et al. | Influence of deposition parameters on the morphology, structural and optical properties of Cu2ZnSnS4 thin films grown by solvothermal method | |
| Tala-Ighil et al. | Structural, optical properties of CZTS layers deposited by spray pyrolysis technique | |
| Akyol et al. | Beta irradiation effect on Cu (in, Ga) Se2 thin-films | |
| Zaretskaya et al. | Structural and Optical Properties of Cu2ZnSn (SxSe1–x) 4 Thin Films | |
| Mamun et al. | Structural, electrical and optical properties of copper selenide thin films deposited by chemical bath deposition technique | |
| Zaretskaya et al. | Properties of Cu2ZnSn (SxSe1-X) 4 Thin Films Obtained by an Electrodeposition-Annealing Process | |
| Ishiwu et al. | Studies on growth and characterization of mercury selenide thin films prepared by chemical bath technique | |
| Park et al. | Influence of pH and annealing temperature on properties of ZnS (O, OH) thin films deposited by continuous flow microreactor method | |
| KR20110051012A (ko) | 스핀 스프레이법을 이용한 태양전지용 ＣｕＩｎＳ２ 박막의 제조방법 | |
| Afzaal et al. | Comparing lead iodide and lead acetate based perovskite absorber layers by aerosol-assisted chemical vapor deposition | |
| Makarevich et al. | An investigation of photocatalytic activity of coatings based on strontium bismuthate deposited on a ceramic carrier |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20140406 |