WO2021089842A1 - Verfahren zur herstellung einer beschichtung - Google Patents

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WO2021089842A1 PCT/EP2020/081379 EP2020081379W WO2021089842A1 WO 2021089842 A1 WO2021089842 A1 WO 2021089842A1 EP 2020081379 W EP2020081379 W EP 2020081379W WO 2021089842 A1 WO2021089842 A1 WO 2021089842A1
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Mathias Maier
Othmar Zueger
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Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon
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    • G01S7/027—Constructional details of housings, e.g. form, type, material or ruggedness

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a coating for application to non-metallic surfaces and a coating for application to non-metallic surfaces.
  • Non-metallic surfaces such as the surfaces of components made of plastics, are nowadays often provided with metallic thin-film coatings in order to change their appearance and / or to achieve other desired layer properties.
  • a desired metallic appearance of a component can be achieved, for example, with thin layers of a selected metal, the thickness of which does not have to be more than about 10 to 100 nm in order to make them indistinguishable in appearance from fully metallic components.
  • Such metal layers can be applied using vacuum coating processes such as evaporation or sputtering processes.
  • metal layers have a low transparency in large parts of the electromagnetic spectrum, which makes them unsuitable for some applications.
  • metal layers absorb or reflect electromagnetic waves strongly in frequency ranges between 76 - 77 GHz, which are of interest for use in radar technology, so that metal coatings are not suitable for such applications due to their low permeability in these areas.
  • the metallic-looking color shades that can be achieved in this way are restricted to a narrow range of color coordinates (for example CIE L * a * b * ).
  • the use of thin optical interference layers made of semiconductor materials to produce a metallic exterior has the disadvantage that, due to the high refractive index and the low absorption, there are large differences between reflection minima and maxima in the optical range. This in turn causes an undesirable “glaring” color perception.
  • the object of the present invention to at least partially overcome the aforementioned disadvantages of known coatings and processes for their production remedy.
  • the method according to the invention comprises the steps of applying a semiconductor material to a substrate to form a semiconductor material layer as well as simultaneous or subsequent application of metallic material or additional semiconductor material, wherein the metallic material or the additional semiconductor material for adapting the optical properties of the coating in a targeted manner in the semiconductor material layer is introduced.
  • a semiconductor material is preferably understood to mean a material composed of semiconductor elements or semiconductor compounds, which in particular has an electrical conductivity between 10 4 S / cm and 10 8 S / cm.
  • An additional semiconductor material is preferably understood to mean a semiconductor material different from the semiconductor material for forming a semiconductor material layer, which is preferably only introduced for doping.
  • a metal is preferably understood to mean a material composed of elemental metals.
  • a substrate is understood in particular as a base or a base for a coating, such as a display, a body or the like.
  • Targeted introduction of a metallic material into a semiconductor material layer can objectively include, in particular, selecting the quantity of the metallic material to be applied and / or the application area of the metallic material to be applied.
  • the optical properties can also, in particular, be the absolute and / or relative reflectivity of the coating as a function of the wavelength in the optical range include.
  • the optical properties can relate to the transparency in other frequency ranges of the electromagnetic spectrum, such as in the radar range at 76-77 GHz, or contain the viewing angle dependence of the external appearance.
  • the semiconductor material is added in the form of a pure substance, the semiconductor material preferably being formed from silicon or germanium or selenium or gallium arsenide.
  • the semiconductor material is present as a mixture of different semiconductor materials, the semiconductor materials preferably silicon and / or germanium and / or selenium and / or gallium arsenide.
  • the metallic material can be added in the form of a pure substance, the metallic material preferably being formed from chromium or molybdenum or aluminum or zirconium.
  • the metallic material is present as a mixture of different metals, the metals preferably chromium and / or molybdenum and / or aluminum and / or zirconium can include.
  • the metallic material to be applied and / or the amount of metallic material to be applied and / or the application area of the metallic material to be applied is at least partially based on the absorption coefficient k of the metallic material in the optical range is selected.
  • the differences between reflection minima and reflection maxima of a coating are responsible for an undesirable “glaring” external appearance.
  • metals with a high absorption coefficient k the differences between reflection minima and Effectively minimize reflection maxima of a coating, which are responsible for the undesirable "glaring” external appearance. This is possible in particular because after light rays have entered the coating layer at the first interface of the coating layer due to the increased absorption of the
  • Coating layer (in the optical range), the reflection of the light rays at the second interface of the coating layer is significantly lower, which consequently the destructive and constructive interference at the first and second interface of the
  • the optical range is understood to mean, in particular, the optical frequency range of the electromagnetic spectrum of the light in a range of approx. 350-750 nm. It is also conceivable that the selection of the metallic material to be applied and / or the selection of the amount of the metallic material to be applied and / or the selection of the application area of the metallic material to be applied is at least partially based on the electrical conductivity of the metallic material in the optical range, because this is at least partially related to the absorption coefficient k.
  • the application of the semiconductor material and / or the application of the metallic material takes place via a thermal treatment, the thermal treatment preferably at a temperature of more than than 400 ° C, in particular at a temperature of more than 800 ° C.
  • the “doping” could already be set on the “target”, for example.
  • the amount of applied metallic material and / or the proportion of applied metallic material in relation to the Sum of semiconductor material and metallic material takes place via a variation in the treatment time and / or a variation in the treatment temperature.
  • Such an adjustment of the amount or the proportion of material to be applied is particularly advantageous in coating processes under vacuum conditions because a variation in the treatment temperature and treatment duration can be controlled in a simple manner from outside a coating chamber.
  • the application of the semiconductor material to the substrate takes place at least partially simultaneously with the application of a portion of metallic material, the semiconductor material to be applied and the one to be applied Metal are preferably premixed and / or mixed with one another during application.
  • a semiconductor target alloyed with a suitable metal such as a silicon target alloyed with chromium
  • the metallic material (for example chromium) and the semiconductor material (for example silicon) can be applied from different targets as part of a co-sputtering process.
  • a vapor deposition process to apply the coating in a crucible or the like
  • a premixed material or an alloy of metallic material and semiconductor material could already be used or the materials could be vaporized separately at least partially from two crucibles at the same time.
  • a chemical and / or physical coating process preferably a chemical vapor deposition process (CVD process) and / or a physical vapor deposition process (PVD Process), in particular a plasma-assisted chemical vapor deposition process (PA-CVD process) and / or high-power pulse magnetron sputtering (HIPIMS) and / or a cathodic arc deposition process and / or an electron beam-assisted physical vapor deposition Process (EB-PVD process) takes place.
  • CVD process chemical vapor deposition process
  • PVD Process physical vapor deposition process
  • PA-CVD process plasma-assisted chemical vapor deposition process
  • HIPIMS high-power pulse magnetron sputtering
  • EB-PVD process electron beam-assisted physical vapor deposition Process
  • a negative bias voltage is applied to the substrate to be coated when the semiconductor material is applied (for example when using a direct voltage), the negative bias voltage being less than 200 V, preferably is less than 150 V, in particular less than 100 V.
  • the use of an alternating voltage is also conceivable.
  • a protective gas is used when the semiconductor material is applied, the protective gas preferably being formed in the form of nitrogen and / or argon.
  • the substrate surface is pretreated before application of a semiconductor material to a substrate in order to bring about stronger adhesion of the semiconductor material layer on the substrate, the pretreatment in particular Can include application of an adhesive layer to the substrate surface, wherein the adhesive layer can be designed in particular in the form of a lacquer layer.
  • a protective layer in order to integrate improved protection or additional properties into the coating in question, provision can advantageously also be made for a final application of a protective layer to take place after application of a semiconductor material and simultaneous or subsequent application of metallic material, the protective layer in particular in the form of a Lacquer layer is formed.
  • the invention also relates to a coating for application to non-metallic surfaces, in particular producible using a method described above.
  • the coating comprises a semiconductor material layer with a proportion of metallic material or additional semiconductor material integrated within the semiconductor material layer.
  • the coating according to the invention thus has the same advantages as have already been described in detail with regard to the method according to the invention.
  • it can objectively be provided in particular that the coating is in the form of a monolayer.
  • a small layer thickness can be advantageous here not only for reasons of saving coating material, but also for reasons of saving process time for applying the coating.
  • the coating has a layer thickness of less than 120 nm, preferably a layer thickness of less than 100 nm, in particular a layer thickness of less than 80 nm.
  • the coating has a layer thickness between 20 and 120 nm, preferably a layer thickness between 40 and 100 nm, in particular a layer thickness between 50 and 60 nm.
  • the metallic material is less than 50% by weight, preferably less than 25% by weight, in particular less than 10% by weight, is present in the coating. As the addition of metallic material increases, it is to be expected that the transparency of the coating will decrease in large parts of the electromagnetic spectrum, which is disadvantageous for some applications.
  • the coating With a view to minimizing the differences between reflection minima and reflection maxima of the coating as effectively as possible, provision can advantageously be made for the coating to have an average absorption coefficient k in the optical range of> 2, preferably> 3, in particular> 4.
  • the absorption coefficient k at a specific wavelength could also be used.
  • large differences between reflection minima and reflection maxima of a coating layer lead to undesirable “glaring” color perceptions within the coating layer.
  • the coating is as transparent as possible in the frequency ranges used. It can therefore advantageously be provided that the coating has a transparency of> 80%, preferably> 90%, in particular> 95%, in a frequency range between 76 and 77 GFIz.
  • the semiconductor material is present in the form of a pure substance, the semiconductor material preferably being formed from silicon or germanium or selenium or gallium arsenide.
  • the semiconductor material is present as a mixture of different semiconductor materials, the semiconductor materials preferably silicon and / or germanium and / or selenium and / or gallium arsenide.
  • the metallic material can be in the form of a pure substance, the metallic material preferably being formed from chromium or molybdenum or aluminum or zirconium.
  • the metallic material is present as a mixture of different metals, the metals preferably chromium and / or molybdenum and / or aluminum and / or zirconium can include.
  • 1a-c a schematic representation of a plot of the L value (a), the a value (b) and the b value (c) of an L * a * b color space as a function of the metal content of a coating according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a plot of the reflection index (%) of various coatings in the wavelength range from 350 nm to 750 nm
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a plot of the L value (top), the a value (middle) and the b value (bottom) of an L * a * b color space as a function of the layer thickness of a coating according to the invention according to a first embodiment as well as a reference measurement,
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for producing a coating for application to non-metallic surfaces.
  • FIGS. 1a-c show a schematic representation of a plot of the L value (FIG. 1a), the a value (FIG. 1b) and the b value (FIG. 1c) of an L * a * b color space as a function the metal content of a coating according to the invention.
  • the L, a and b values of the L * a * b color space vary specifically depending on the composition of the coating according to the invention.
  • the proportion of metal in the coating according to the invention is proportional to the evaporation power (in kW).
  • the L value of a coating according to the invention initially decreases with increasing metal content, before it increases briefly at a value of approx. 0.5 kW and then decreases further with further addition of a metallic material.
  • the a-value increases steadily up to a value of approx. 0.5 kW, before it continuously decreases from a value of approx. 0.5 kW.
  • the b-value decreases steadily after the first addition of a metallic material. From the plots according to FIGS. 1a-c it can therefore be seen that the optical properties of the coating according to the invention can be varied in a targeted manner by means of a targeted admixture or application of metallic material.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a plot of the reflection index (%) of various coatings in the wavelength range 350 nm to 750 nm
  • the coating 1 consists of pure silicon
  • the coating 2 is a coating according to the invention with silicon and a low chromium content
  • the coating 3 represents a coating according to the invention with silicon and a high chromium content.
  • the reflection index in the optical range from 350 to 750 nm is clearly dependent on the composition of the coating layer.
  • the course of the reflection index of the three coatings 1-3 in the wavelength range 350 nm to 750 nm is basically similar, but the coating layer 1 (pure Si) shows the highest reflection index between 500 and 750 nm.
  • the coating 2 (Si + little Cr), on the other hand, has a significantly lower reflection index between 500 and 750 nm, which is, however, even greater than that of the coating 3 (Si + a lot of Cr).
  • the coating 3 shows a schematic representation of a plot of the reflection index (%) of various coatings in the wavelength range 350 nm to 750 nm.
  • the coating 1 'here consists of pure silicon
  • the coating 2' is a coating according to the invention with silicon and a high germanium content ( Fall conductor material + doped additional fall conductor material, which is different from the fall conductor material for forming a fall conductor material layer)
  • the coating 4' represents a coating with silicon and a low proportion of germanium.
  • the reflection index in the optical range from 350 to 750 nm is clearly dependent on the composition of the coating layer.
  • the course of the reflection index of the four coatings 1 '-4' in the wavelength range 350 nm to 750 nm is basically similar, but the coating layer 1 '(pure Si) shows the highest reflection index between 500 and 750 nm.
  • the coating 2 '(Si + a lot of Ge) has a lower reflection index between 500 and 750 nm, but it is still is greater than that of the coatings 3 '(Si + medium proportion of Ge) and 4' (Si + low proportion of Ge).
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a plot of the L value (top), the a value (middle) and the b value (bottom) of an L * a * b color space as a function of the layer thickness of a coating according to the invention (circle) according to a first embodiment as well as a reference measurement (square),
  • the reference measurements show in principle the same course with regard to the L, a and b values as the coating (Si + Cr), namely that the L value with increasing layer thickness decreases, the a-value increases with increasing layer thickness and the b-value initially remains constant with increasing layer thickness and then decreases slightly.
  • the L and a values, in particular the b values are significantly higher for the pure semiconductor material and consequently achieve a sometimes undesirable, brighter color perception.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for producing a coating for application to non-metallic surfaces.
  • the method according to the invention initially comprises a first optional step of pretreatment 100 of the substrate surface in order to bring about stronger adhesion of the semiconductor material layer on the substrate.
  • the pretreatment 100 can preferably include the application of an adhesive layer, wherein the adhesive layer can in particular be designed in the form of a lacquer layer.
  • a semiconductor material is applied 120 to a substrate to form a semiconductor material layer, and metallic material is applied 140, the metallic material being introduced into the semiconductor material layer in a targeted manner to adapt the optical properties of the coating.
  • the application 140 of the metallic material can take place simultaneously or also subsequently to the application 120 of the semiconductor material.
  • an application 160 can then optionally be carried out Protective layer take place, wherein the protective layer can be formed in particular in the form of a paint layer or the like.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung für die Auftragung auf nichtmetallische Oberflächen, umfassend die Schritte eines Auftragens (120) eines Halbleitermaterials auf ein Substrat zur Ausbildung einer Halbleitermaterialschicht sowie eines gleichzeitigen oder nachträglichen Auftragens (140) von metallischem Materia oder zusätzlichem Halbleitermaterial, wobei das metallische Material oder das zusätzliche Halbleitermaterial zur Anpassung der optischen Eigenschaften der Beschichtung zielgerichtet in die Halbleitermaterialschicht eingeführt wird.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung für die Auftragung auf nichtmetallische Oberflächen sowie eine Beschichtung für die Auftragung auf nichtmetallische Oberflächen.
Nichtmetallische Oberflächen, wie die Oberflächen von Bauteilen aus Kunststoffen werden heutzutage häufig mit metallischen Dünnfilmbeschichtungen versehen, um deren Aussehen zu verändern und/oder andere gewünschte Schichteigenschaften zu erzielen.
Ein gewünschtes metallisches Aussehen eines Bauteils kann beispielsweise mit dünnen Schichten eines ausgewählten Metalls erreicht werden, deren Dicken nicht mehr als etwa 10 bis 100 nm sein müssen, um sie ununterscheidbar im Aussehen von vollmetallischen Bauteilen zu machen. Solche Metallschichten können unter anderem mit Vakuumbeschichtungsprozessen wie Verdampfungs- oder Sputterprozessen aufgebracht werden.
Jedoch weisen die meisten Metallschichten eine niedrige Transparenz in großen Teilen des elektromagnetischen Spektrums auf, was sie für manche Anwendungen ungeeignet macht. So absorbieren oder reflektieren Metallschichten elektromagnetische Wellen beispielsweise stark in Frequenzbereichen zwischen 76 - 77 GHz, die für die Anwendung in Radartechniken interessant sind, sodass Metallbeschichtungen aufgrund ihrer niedrigen Durchlässigkeit in diesen Bereichen für solche Anwendungen nicht geeignet sind.
Seit einiger Zeit ist es bekannt, dass ein solches gewünschtes metallisches Aussehen auch mit halbleitenden Dünnschichten erzielt werden kann, wobei diese Schichten aufgrund ihrer halbleitenden Eigenschaften für elektromagnetische Wellen weitgehend transparent sind und daher beispielsweise auch für Radartechniken, kapazitive Sensoren oder dergleichen einsetzbar sind. Das metallische Aussehen solcher Schichten ergibt sich hierbei aus dem hohen Brechungsindex n im optischen Bereich, der schon bei sehr dünnen Schichten zu einer hohen Reflektion führt. Die Verwendung von Halbleitermaterialien hat zudem den Vorteil, dass das farbliche äußere Erscheinungsbild eine geringe Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel aufweist, was auch bei der Verwendung von natürlichen Metallschichten der Fall ist.
Durch die Wahl einer geeigneten Schichtdicke und/oder die Verwendung eines „dicken“ multilagigen Schichtsystems ist es dabei möglich, einen bestimmten Bereich von metallisch aussehenden, nicht-grauen Farbtönen erzielen zu können.
Nachteiliger Weise sind die auf diese Weise erzielbaren metallisch aussehenden Farbtöne allerdings auf einen engen Bereich von Farbkoordinaten (z.B. CIE L*a*b*) eingeschränkt. Zudem besitzt die Verwendung von dünnen optischen Interferenzschichten aus Halbleitermaterialien zur Erzeugung eines metallischen Äußeren den Nachteil, dass aufgrund des hohen Brechungsindex und der niedrigen Absorption im optischen Bereich große Differenzen zwischen Reflektionsminima und -maxima vorliegen. Dies wiederum bewirkt eine unerwünschte „grelle“ Farbwahrnehmung.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend genannten Nachteile bekannter Beschichtungen und Verfahren zu deren Herstellung zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Beschichtung zur Verfügung zu stellen, die weitgehend unabhängig von dem Betrachtungswinkel ein ansprechendes äußeres Erscheinungsbild aufweist und vielfältig, insbesondere auch im Radarbereich, einsetzbar ist.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs sowie eine Beschichtung gemäß Anspruch 13. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Beschichtung und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Hierbei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte eines Auftragens eines Halbleitermaterials auf ein Substrat zur Ausbildung einer Halbleitermaterialschicht sowie eines gleichzeitigen oder nachträglichen Auftragens von metallischem Material oder zusätzlichem Halbleitermaterial, wobei das metallische Material oder das zusätzliche Halbleitermaterial zur Anpassung der optischen Eigenschaften der Beschichtung zielgerichtet in die Halbleitermaterialschicht eingeführt wird.
Unter einem Halbleitermaterial wird vorzugsweise ein Material aus Halbleiterelementen bzw. Halbleiterverbindungen verstanden, das insbesondere eine elektrische Leitfähigkeit zwischen 104 S/cm und 108 S/cm aufweist. Unter einem zusätzlichen Halbleitermaterial wird dabei vorzugsweise ein vom Halbleitermaterial zur Ausbildung einer Halbleitermaterialschicht verschiedenes Halbleitermaterial verstanden, das vorzugsweise nur zur Dotierung eingebracht wird. Unter einem Metall wird erfindungsgemäß vorzugsweise ein Material aus elementaren Metallen verstanden. Unter einem Substrat wird im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Grundlage bzw. eine Basis für eine Beschichtung verstanden, wie beispielsweise ein Display eine Karosserie oder dergleichen. Ein zielgerichtetes Einführen eines metallischen Materials in eine Halbleitermaterialschicht kann gegenständlich insbesondere das Auswählen der Menge des aufzutragenden metallischen Materials und/oder des Auftragungsbereiches des aufzutragenden metallischen Materials umfassen. Die optischen Eigenschaften können ferner insbesondere die absolute und/oder relative Reflektivität der Beschichtung in Abhängigkeit der Wellenlänge im optischen Bereich umfassen. Ebenso können die optischen Eigenschaften die Transparenz in anderen Frequenzbereichen des elektromagnetischen Spektrums, wie beispielsweise im Radarbereich bei 76 - 77 GHz betreffen oder die Betrachtungswinkelabhängigkeit des äußeren Erscheinungsbildes beinhalten.
Um eine möglichst zielgerichtete Anpassung der optischen Eigenschaften einer Beschichtung vornehmen zu können, kann gegenständlich vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Halbleitermaterial in Form eines Reinstoffes zugegeben wird, wobei das Halbleitermaterial vorzugsweise aus Silizium oder Germanium oder Selen oder Galliumarsenid gebildet ist. Im Hinblick auf die Vergrößerung der Flexibilität hinsichtlich der Anpassung der optischen Eigenschaften einer Beschichtung, insbesondere der Anpassung verschiedener optischer Eigenschaften einer Beschichtung kann es ferner vorteilhaft sein, wenn das Halbleitermaterial als Gemisch aus verschiedenen Halbleitermaterialien vorliegt, wobei die Halbleitermaterialien vorzugsweise Silizium und/oder Germanium und/oder Selen und/oder Galliumarsenid umfassen können.
Ebenso kann im Hinblick auf eine möglichst zielgerichtete Anpassung der optischen Eigenschaften einer Beschichtung vorgesehen sein, dass das metallische Material in Form eines Reinstoffes zugegeben wird, wobei das metallische Material vorzugsweise aus Chrom oder Molybdän oder Aluminium oder Zirkonium gebildet ist. Im Hinblick auf die Vergrößerung der Flexibilität hinsichtlich der Anpassung der optischen Eigenschaften der Beschichtung kann es zudem ebenso vorteilhaft sein, wenn das metallische Material als Gemisch aus verschiedenen Metallen vorliegt, wobei die Metalle vorzugsweise Chrom und/oder Molybdän und/oder Aluminium und/oder Zirkonium umfassen können.
Im Hinblick auf eine besonders effektive und zielgerichtete Anpassung der optischen Eigenschaften einer Beschichtung kann gegenständlich ferner vorgesehen sein, dass das aufzutragende metallische Material und/oder die Menge des aufzutragenden metallischen Materials und/oder der Auftragungsbereich des aufzutragenden metallischen Materials zumindest teilweise auf Basis des Absorptionskoeffizienten k des metallischen Materials im optischen Bereich ausgewählt wird. Im Rahmen der Erfindung ist dabei erkannt worden, dass insbesondere die Differenzen zwischen Reflektionsminima und Reflektionsmaxima einer Beschichtung für ein unerwünschtes „grelles“ äußeres Erscheinungsbild verantwortlich sind. Zudem ist im Rahmen der Erfindung erkannt worden, dass Metalle mit einem hohen Absorptionskoeffizienten k die Differenzen zwischen Reflektionsminima und Reflektionsmaxima einer Beschichtung, die für das unerwünschte „grelle“ äußere Erscheinungsbild verantwortlich sind, effektiv minimieren. Das ist insbesondere daher möglich, weil nach einem Eintritt von Lichtstrahlen in die Beschichtungsschicht an der ersten Grenzfläche der Beschichtungsschicht durch die erhöhte Absorption der
Beschichtungsschicht (im optischen Bereich), die Reflektion der Lichtstrahlen an der zweiten Grenzfläche der Beschichtungsschicht deutlich geringer ist, was folglich die destruktive und konstruktive Interferenz der an der ersten und zweiten Grenzfläche der
Beschichtungsschicht reflektierten Lichtstrahlen verringert und somit die Differenzen zwischen Reflektionsminima und Reflektionsmaxima der Beschichtung effektiv minimiert. Dies führt insbesondere zu bevorzugten „weicheren“ (kontrastärmeren) Farbübergängen. Unter dem optischen Bereich wird im Rahmen der Erfindung dabei insbesondere der optische Frequenzbereich des elektromagnetischen Spektrums des Lichts in einem Bereich von ca. 350 - 750 nm verstanden. Ebenfalls vorstellbar ist zudem, dass die Auswahl des aufzutragenden metallischen Materials und/oder die Auswahl der Menge des aufzutragenden metallischen Materials und/oder die Auswahl des Auftragungsbereiches des aufzutragenden metallischen Materials zumindest teilweise auf Basis der elektrischen Leitfähigkeit des metallischen Materials im optischen Bereich erfolgt, weil diese zumindest teilweise mit dem Absorptionskoeffizienten k in Zusammenhang steht. Zudem ist es zusätzlich vorteilhaft, die Auswahl des aufzutragenden metallischen Materials und/oder die Auswahl der Menge des aufzutragenden metallischen Materials und/oder die Auswahl des Auftragungsbereiches des aufzutragenden metallischen Materials zumindest teilweise in Bezug auf das verwendete Flalbleitermaterial, insbesondere in Bezug auf den Brechungsindex n des verwendeten Flalbleitermaterials im optischen Bereich abhängig zu machen. im Rahmen einer konstruktiv einfachen Möglichkeit einer möglichst empfindlichen Dosierung bei der Auftragung der Schichtmaterialien kann gegenständlich vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Aufträgen des Flalbleitermaterials und/oder das Aufträgen des metallischen Materials über eine thermische Behandlung erfolgt, wobei die thermische Behandlung vorzugsweise bei einer Temperatur von mehr als 400 °C, insbesondere bei einer Temperatur von mehr als 800 °C erfolgt. Alternativ könnte die „Dotierung“ beispielsweise schon auf dem „Target“ festgesetzt werden.
Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die Menge an aufgetragenem metallischem Material und/oder der Anteil an aufgetragenem metallischen Material in Bezug auf die Summe aus Halbleitermaterial und metallischem Material über eine Variation der Behandlungszeit und/oder eine Variation der Behandlungstemperatur erfolgt. Eine derartige Einstellung der Menge bzw. des Anteils an aufzutragendem Material ist insbesondere in Beschichtungsprozessen unter Vakuumbedingungen vorteilhaft, weil eine Variation der Behandlungstemperatur und Behandlungsdauer auf einfache Weise von außen, außerhalb einer Beschichtungskammer steuerbar ist.
Im Rahmen einer konstruktiv einfach und dennoch flexibel und empfindlich einstellbaren Auftragung der Beschichtungsmaterialien, kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise insbesondere vorgesehen sein, dass das Aufträgen des Halbleitermaterials auf das Substrat zumindest teilweise gleichzeitig mit dem Aufträgen eines Anteils an metallischem Material erfolgt, wobei das aufzutragende Halbleitermaterial und das aufzutragende Metall vorzugsweise vorgemischt und/oder während des Auftragens miteinander vermischt werden. So kann im Rahmen einer gleichzeitig erfolgenden Auftragung des Halbleitermaterials und des metallischen Materials beispielsweise bei der Verwendung eines Sputter-Verfahrens zur Auftragung der Beschichtung entweder ein mit einem geeigneten Metall legiertes Halbleiter- Target, wie beispielsweise ein mit Chrom legiertes Silizium-Target verwendet werden oder das metallische Material (beispielsweise Chrom) und das Halbleitermaterial (beispielsweise Silizium) im Rahmen eines Co-Sputtering-Verfahrens aus verschiedenen Targets aufgetragen werden. Ebenso könnte bei der Verwendung eines Aufdampfverfahrens zur Auftragung der Beschichtung in einem Tiegel oder dergleichen bereits ein vorgemischtes Material oder eine Legierung aus metallischem Material und Halbleitermaterial verwendet werden oder die Materialien getrennt zumindest teilweise gleichzeitig aus zwei Tiegeln verdampft werden.
Im Hinblick auf die möglichen Auftragungsverfahren ist es ferner denkbar, dass das Aufträgen des Halbleitermaterials und des metallischen Materials über ein chemisches und/oder physikalisches Beschichtungsverfahren, vorzugsweise ein chemisches Dampfabscheidungs-Verfahren (CVD-Verfahren) und/oder ein physikalisches Dampfabscheidungs-Verfahren (PVD-Verfahren), insbesondere über ein plasmaunterstütztes chemisches Dampfabscheidungs-Verfahren (PA-CVD-Verfahren) und/oder ein Hochleistungs-Impuls-Magnetron-Sputtern (HIPIMS) und/oder ein kathodisches Lichtbogenabscheidungs-Verfahren und/oder ein elektronenstrahl-unterstütztes physikalisches Dampfabscheidungs-Verfahren (EB-PVD-Verfahren) erfolgt. Des Weiteren ist es zur Modifikation der Auftragungsbedingungen insbesondere bei Beschichtungsverfahren mit lonisierungsschritten denkbar, dass bei einem Aufträgen des Halbleitermaterials (beispielsweise bei einer Verwendung einer Gleichspannung) eine negative Vorspannung an das zu beschichtende Substrat angelegt wird, wobei die negative Vorspannung geringer als 200 V, vorzugsweise geringer als 150 V, insbesondere geringer als 100 V beträgt. Alternativ ist selbstverständlich auch die Verwendung einer Wechselspannung denkbar.
Zudem ist es im Rahmen einer steuerbaren Auftragung von Beschichtungsmaterialien denkbar, dass bei einem Aufträgen des Halbleitermaterials ein Schutzgas verwendet wird, wobei das Schutzgas vorzugsweise in Form von Stickstoff und/oder Argon gebildet ist.
Um eine verbesserte Haftung des Beschichtungsmaterials auf dem Substrat zu erzielen, kann gegenständlich ferner vorgesehen sein, dass vor einem Aufträgen eines Halbleitermaterials auf ein Substrat eine Vorbehandlung der Substratoberfläche erfolgt, um eine stärkere Haftung der Halbleitermaterialschicht auf dem Substrat zu bewirken, wobei das Vorbehandeln insbesondere das Aufträgen einer Haftschicht auf die Substratoberfläche umfassen kann, wobei die Haftschicht insbesondere in Form einer Lackschicht ausgebildet sein kann.
Um einen verbesserten Schutz bzw. zusätzliche Eigenschaften in die gegenständliche Beschichtung zu integrieren, kann vorteilhafterweise ferner vorgesehen sein, dass nach einem Aufträgen eines Halbleitermaterials und einem gleichzeitigen oder nachträglichen Aufträgen von metallischem Material ein abschließendes Aufträgen einer Schutzschicht erfolgt, wobei die Schutzschicht insbesondere in Form einer Lackschicht gebildet ist.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Beschichtung für die Auftragung auf nichtmetallische Oberflächen, insbesondere herstellbar über ein voranstehend beschriebenes Verfahren. Hierbei umfasst die Beschichtung eine Halbleitermaterialschicht mit einem innerhalb der Halbleitermaterialschicht integriertem Anteil an metallischem Material oder zusätzlichem Halbleitermaterial. Damit weist die erfindungsgemäße Beschichtung die gleichen Vorteile auf, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben worden sind. Im Rahmen der Ausbildung möglichst dünner Schichtdicken kann gegenständlich insbesondere vorgesehen sein, dass die Beschichtung in Form einer monolagigen Schicht ausgebildet ist. Eine geringe Schichtdicke kann hierbei nicht nur aus Gründen der Einsparung von Beschichtungsmaterial, sondern auch aus Gründen der Einsparung von Prozesszeit für das Aufträgen der Beschichtung vorteilhaft sein.
Im Rahmen der Ausbildung möglichst dünner Schichtdicken ist es hierbei insbesondere denkbar, dass die Beschichtung eine Schichtdicke von weniger als 120 nm, vorzugsweise eine Schichtdicke von weniger als 100 nm, insbesondere eine Schichtdicke von weniger als 80 nm aufweist.
Im Hinblick auf die gleichzeitige Gewährleistung einer Mindestschichtdicke zur Sicherstellung einer nötigen Robustheit, ist es ferner vorstellbar, dass die Beschichtung eine Schichtdicke zwischen 20 und 120 nm, vorzugsweise eine Schichtdicke zwischen 40 und 100 nm, insbesondere eine Schichtdicke zwischen 50 und 60 nm aufweist.
Im Rahmen der Erhaltung einer vorteilhaften Transparenz für große Teile des elektromagnetischen Spektrums, beispielsweise im Bereich von 76 - 77 GHz und die damit verbundene Anwendbarkeit als Beschichtung für Radaranwendungen bzw. für kapazitive Sensoren kann gegenständlich vorteilhafterweise ferner vorgesehen sein, dass das metallische Material zu weniger als 50 Gew.-%, vorzugsweise zu weniger als 25 Gew.-%, insbesondere zu weniger als 10 Gew.-% in der Beschichtung vorliegt. Mit steigender Zugabe an metallischem Material ist zu erwarten, dass die Transparenz der Beschichtung in großen Teilen des elektromagnetischen Spektrums sinkt, was für manche Anwendungen nachteilig ist.
Im Hinblick auf eine möglichst effektive Minimierung der Differenzen zwischen Reflektionsminima und Reflektionsmaxima der Beschichtung kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Beschichtung einen mittleren Absorptionskoeffizienten k im optischen Bereich von >2, vorzugsweise von >3, insbesondere von > 4 aufweist. Alternativ könnte anstatt des mittleren Absorptionskoeffizienten k im optischen Bereich auch der Absorptionskoeffizienten k bei einer bestimmten Wellenlänge (beispielsweise 620 nm) verwendet werden. Wie voranstehend bereits beschrieben, führen hohe Differenzen zwischen Reflektionsminima und Reflektionsmaxima einer Beschichtungsschicht zu unerwünschten „grellen“ Farbwahrnehmungen innerhalb der Beschichtungsschicht. Für mögliche Anwendungen der gegenständlichen Beschichtung in der Radartechnik ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Beschichtung in den angewendeten Frequenzbereichen möglichst transparent ist. Daher kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Beschichtung in einem Frequenzbereich zwischen 76 und 77 GFIz eine Transparenz von > 80%, vorzugsweise von > 90%, insbesondere von > 95 % aufweist.
Um eine möglichst zielgerichtete Anpassung der optischen Eigenschaften einer Beschichtung vornehmen zu können, kann gegenständlich vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Flalbleitermaterial in Form eines Reinstoffes vorliegt, wobei das Flalbleitermaterial vorzugsweise aus Silizium oder Germanium oder Selen oder Galliumarsenid gebildet ist. Im Hinblick auf die Vergrößerung der Flexibilität hinsichtlich der Anpassung der optischen Eigenschaften einer Beschichtung, insbesondere der Anpassung verschiedener optischer Eigenschaften einer Beschichtung kann es ferner vorteilhaft sein, wenn das Flalbleitermaterial als Gemisch aus verschiedenen Flalbleitermaterialien vorliegt, wobei die Flalbleitermaterialien vorzugsweise Silizium und/oder Germanium und/oder Selen und/oder Galliumarsenid umfassen können.
Ebenso kann es im Hinblick auf eine möglichst zielgerichtete Anpassung der optischen Eigenschaften einer Beschichtung vorgesehen sein, dass das metallische Material in Form eines Reinstoffes vorliegt, wobei das metallische Material vorzugsweise aus Chrom oder Molybdän oder Aluminium oder Zirkonium gebildet ist. Im Hinblick auf die Vergrößerung der Flexibilität hinsichtlich der Anpassung der optischen Eigenschaften der Beschichtung kann es zudem ebenso vorteilhaft sein, wenn das metallische Material als Gemisch aus verschiedenen Metallen vorliegt, wobei die Metalle vorzugsweise Chrom und/oder Molybdän und/oder Aluminium und/oder Zirkonium umfassen können.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Hierbei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
Fig. 1a-c eine schematische Darstellung einer Auftragung des L-Wertes (a), des a-Wertes (b) und des b-Wertes (c) eines L*a*b-Farbraums als Funktion des Metall-Anteils einer erfindungsgemäßen Beschichtung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Auftragung des Reflektionsindex (%) verschiedener Beschichtungen im Wellenlängenbereich 350 nm bis 750 nm,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Auftragung des Reflektionsindex (%) verschiedener Beschichtungen im Wellenlängenbereich 350 nm bis 750 nm,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Auftragung des L-Wertes (oben), des a-Wertes (Mitte) und des b-Wertes (unten) eines L*a*b-Farbraums als Funktion der Schichtdicke einer erfindungsgemäßen Beschichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel sowie einer Referenzmessung,
Fig.5 eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fierstellung einer Beschichtung für die Auftragung auf nichtmetallische Oberflächen.
Fig. 1a-c zeigen eine schematische Darstellung einer Auftragung des L-Wertes (Fig. 1a), des a-Wertes (Fig. 1b) und des b-Wertes (Fig. 1c) eines L*a*b-Farbraums als Funktion des Metall-Anteils einer erfindungsgemäßen Beschichtung.
Wie anhand der Figuren 1a-c erkennbar ist, variieren die L-, a- und b-Werte des L*a*b-Farbraums spezifisch in Abhängigkeit der Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Beschichtung. Der Anteil des Metalls in der erfindungsgemäßen Beschichtung ist hierbei proportional zur Verdampfungsleistung (in kW). So nimmt der L-Wert einer erfindungsgemäßen Beschichtung mit steigendem Metallanteil zunächst ab, bevor er bei einem Wert von ca. 0,5 kW kurz zunimmt und anschließend bei weiterer Zugabe eines metallischen Materials weiter sinkt. Der a-Wert steigt hingegen bis zu einem Wert von ca. 0,5 kW stetig an, bevor er ab einem Wert von ca. 0,5 kW stetig sinkt. Der b-Wert sinkt ab einer ersten Zugabe eines metallischen Materials dagegen stetig ab. Anhand der Auftragungen gemäß Fig. 1a-c ist daher erkennbar, dass über eine gezielte Zumischung bzw. Auftragung von metallischem Material die optischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Beschichtung gezielt variierbar sind.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Auftragung des Reflektionsindex (%) verschiedener Beschichtungen im Wellenlängenbereich 350 nm bis 750 nm, Die Bechichtung 1 besteht hierbei aus reinem Silizium, wohingegen die Beschichtung 2 eine erfindungsgemäße Beschichtung mit Silizium und geringem Chrom-Anteil und die Beschichtung 3 eine erfindungsgemäße Beschichtung mit Silizium und hohem Chrom-Anteil darstellt.
Wie anhand Fig. 2 erkennbar ist, ist der Reflektionsindex im optischen Bereich von 350 bis 750 nm deutlich von der Zusammensetzung der Beschichtungsschicht abhängig. So ist der Verlauf des Reflektionsindex der drei Beschichtungen 1-3 im Wellenlängenbereich 350 nm bis 750 nm zwar grundsätzlich ähnlich, jedoch zeigt die Beschichtungsschicht 1 (reines Si) zwischen 500 und 750 nm den höchsten Reflektionsindex. Die Beschichtung 2 (Si + wenig Cr) weist hingegen einen deutlich niedrigeren Reflektionsindex zwischen 500 und 750 nm auf, der aber noch größer ist, als der der Beschichtung 3 (Si + viel Cr).
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Auftragung des Reflektionsindex (%) verschiedener Beschichtungen im Wellenlängenbereich 350 nm bis 750 nm, Die Bechichtung 1 ‘ besteht hierbei aus reinem Silizium, wohingegen die Beschichtung 2‘ eine erfindungsgemäße Beschichtung mit Silizium und hohem Germanium-Anteil (Flalbleitermaterial + dotiertes zusätzliches Flalbleitermaterial, das unterschiedlich zu dem Flalbleitermaterial zur Ausbildung einer Flalbleitermaterialschicht ist) und die Beschichtung 3‘ eine erfindungsgemäße Beschichtung mit Silizium und mittleren Germanium-Anteil und die Beschichtung 4‘ eine Beschichtung mit Silizium und geringem Germanium-Anteil darstellt.
Wie anhand Fig. 3 erkennbar ist, ist der Reflektionsindex im optischen Bereich von 350 bis 750 nm deutlich von der Zusammensetzung der Beschichtungsschicht abhängig. So ist der Verlauf des Reflektionsindex der vier Beschichtungen 1 ‘-4‘ im Wellenlängenbereich 350 nm bis 750 nm zwar grundsätzlich ähnlich, jedoch zeigt die Beschichtungsschicht 1 ‘ (reines Si) zwischen 500 und 750 nm den höchsten Reflektionsindex. Die Beschichtung 2‘ (Si + viel Ge) weist einen niedrigeren Reflektionsindex zwischen 500 und 750 nm auf, der aber noch größer ist, als der der Beschichtungen 3‘ (Si + mittlerer Anteil an Ge) und 4‘ (Si + geringer Anteil an Ge).
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Auftragung des L-Wertes (oben), des a-Wertes (Mitte) und des b-Wertes (unten) eines L*a*b-Farbraums als Funktion der Schichtdicke einer erfindungsgemäßen Beschichtung (Kreis) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel sowie einer Referenzmessung (Quadrat),
Wie anhand Fig. 4 erkennbar ist, zeigen die Referenzmessungen (reines Si) im Prinzip denselben Verlauf hinsichtlich der L-, a- und b-Werte, wie die Beschichtung (Si + Cr), nämlich, dass der L-Wert mit steigender Schichtdicke sinkt, der a-Wert mit steigender Schichtdicke steigt und der b-Wert mit steigender Schichtdicke zunächst konstant verläuft und anschließend leicht sinkt. Jedoch ist deutlich zu erkennen, dass die L- und a-Werte, insbesondere die b-Werte für das reine Halbleitermaterial deutlich höher sind und folglich eine teilweise ungewünschte grellere Farbwahrnehmung erzielen.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Beschichtung für die Auftragung auf nichtmetallische Oberflächen.
Hierbei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren vorliegend zunächst einen ersten optionalen Schritt eines Vorbehandelns 100 der Substratoberfläche, um eine stärkere Haftung der Halbleitermaterialschicht auf dem Substrat zu bewirken. Das Vorbehandeln 100 kann dabei vorzugsweise das Aufträgen einer Haftschicht umfassen, wobei die Haftschicht insbesondere in Form einer Lackschicht ausgebildet sein kann.
Anschließend erfolgt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Aufträgen 120 eines Halbleitermaterials auf ein Substrat zur Ausbildung einer Halbleitermaterialschicht sowie ein Aufträgen 140 von metallischem Material, wobei das metallische Material zur Anpassung der optischen Eigenschaften der Beschichtung zielgerichtet in die Halbleitermaterialschicht eingeführt wird. Das Aufträgen 140 des metallischen Materials kann hierbei gleichzeitig oder auch nachträglich auf das Aufträgen 120 des Halbleitermaterials erfolgen.
Um einen verbesserten Schutz bzw. zusätzliche Eigenschaften in die gegenständliche Beschichtung zu integrieren, kann abschließend optional noch ein Aufträgen 160 einer Schutzschicht erfolgen, wobei die Schutzschicht insbesondere in Form einer Lackschicht oder dergleichen gebildet sein kann.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Beschichtung ist es insbesondere über eine zielgerichtete Einführung eines metallischen Materials in eine Halbleiterschicht möglich, eine Beschichtung mit einem ansprechenden metallischen äußeren Erscheinungsbild zu generieren, die vielfältig, insbesondere auch für Radaranwendungen oder im Bereich kapazitiver Sensoren, einsetzbar ist und dessen Erscheinungsbild gleichzeitig weitgehend unabhängig vom Betrachtungswinkel ist.
Bez u qszei che n l iste
100 Vorbehandeln einer Substratoberfläche
120 Aufträgen eines Halbleitermaterials
140 Aufträgen eines metallischen Materials 160 Aufträgen einer Schutzschicht

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung für die Auftragung auf nichtmetallische Oberflächen, umfassend die Schritte:
- Aufträgen (120) eines Halbleitermaterials auf ein Substrat zur Ausbildung einer Halbleitermaterialschicht,
- gleichzeitiges oder nachträgliches Aufträgen (140) von metallischem Material oder zusätzlichem Halbleitermaterial, wobei das metallische Material oder das zusätzliche Halbleitermaterial zur Anpassung der optischen Eigenschaften der Beschichtung zielgerichtet in die Halbleitermaterialschicht eingeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitermaterial in Form eines Reinstoffes zugegeben wird, wobei das Halbleitermaterial vorzugsweise aus Silizium oder Germanium oder Selen oder Galliumarsenid gebildet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Material in Form eines Reinstoffes zugegeben wird, wobei das metallische Material vorzugsweise aus Chrom oder Molybdän oder Aluminium oder Zirkonium gebildet ist.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aufzutragende metallische Material und/oder die Menge des aufzutragenden metallischen Materials und/oder der Auftragungsbereich des aufzutragenden metallischen Materials zumindest teilweise auf Basis des Absorptionskoeffizienten k des metallischen Materials im optischen Bereich ausgewählt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufträgen (120) des Halbleitermaterials und/oder das Aufträgen (140) des metallischen Materials über eine thermische Behandlung erfolgt, wobei die thermische Behandlung vorzugsweise bei einer Temperatur von mehr als 400 °C, insbesondere bei einer Temperatur von mehr als 800 °C erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an aufgetragenem metallischem Material und/oder der Anteil an aufgetragenem metallischem Material in Bezug auf die Summe aus Halbleitermaterial und metallischem Material über eine Variation der Behandlungszeit und/oder eine Variation der Behandlungstemperatur erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufträgen (120) des Halbleitermaterials auf das Substrat zumindest teilweise gleichzeitig mit dem Aufträgen (140) eines Anteils an metallischem Material erfolgt, wobei das aufzutragende Halbleitermaterial und das aufzutragende Metall vorzugsweise vorgemischt und/oder während des Auftragens (120, 140) miteinander vermischt werden.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufträgen (120, 140) des Halbleitermaterials und des metallischen Materials über ein chemisches und/oder physikalisches Beschichtungsverfahren, vorzugsweise über ein CVD und/oder PVD-Verfahren, insbesondere über ein PA-CVD und/oder HIPIMS und/oder ein kathodisches Lichtbogenabscheidungs-Verfahren und/oder ein EB-PVD-Verfahren erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Aufträgen (120) des Halbleitermaterials eine negative Vorspannung an das zu beschichtende Substrat angelegt wird, wobei die negative Vorspannung geringer als 200 V, vorzugsweise geringer als 150 V, insbesondere geringer als 100 V beträgt.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Aufträgen (120) des Halbleitermaterials ein Schutzgas verwendet wird, wobei das Schutzgas vorzugsweise in Form von Stickstoff und/oder Argon gebildet ist.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Aufträgen (120) eines Halbleitermaterials auf ein Substrat eine Vorbehandlung (100) der Substratoberfläche erfolgt, um eine stärkere Haftung der Halbleitermaterialschicht auf dem Substrat zu bewirken, wobei das Vorbehandeln (100) vorzugsweise das Aufträgen einer Haftschicht umfasst, wobei die Haftschicht insbesondere in Form einer Lackschicht ausgebildet ist.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Aufträgen (120) eines Halbleitermaterials und einem gleichzeitigen oder nachträglichen Aufträgen (140) von metallischem Material ein abschließendes Aufträgen (160) einer Schutzschicht erfolgt, wobei die Schutzschicht insbesondere in Form einer Lackschicht gebildet ist.
13. Beschichtung für die Auftragung auf nichtmetallische Oberflächen, insbesondere herstellbar über ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine Halbleitermaterialschicht mit einem innerhalb der Halbleitermaterialschicht integriertem Anteil an metallischem Material oder zusätzlichem Halbleitermaterial.
14. Beschichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung in Form einer monolagigen Schicht ausgebildet ist.
15. Beschichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Schichtdicke von weniger als 120 nm, vorzugsweise eine Schichtdicke von weniger als 100 nm, insbesondere eine Schichtdicke von weniger als 80 nm aufweist.
16. Beschichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Schichtdicke zwischen 20 und 120 nm, vorzugsweise eine Schichtdicke zwischen 40 und 100 nm, insbesondere eine Schichtdicke zwischen 50 und 60 nm aufweist.
17. Beschichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Material zu weniger als 50 Gew.-%, vorzugsweise zu weniger als 25 Gew.-%, insbesondere zu weniger als 10 Gew.-% in der Beschichtung vorliegt.
18. Beschichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung einen mittleren Absorptionskoeffizienten k im optischen Bereich von >2, vorzugsweise von >3, insbesondere von > 4 aufweist.
19. Beschichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung in einem Frequenzbereich zwischen 76 und 77 GHz eine Transparenz von > 80%, vorzugsweise von > 90%, insbesondere von > 95 % aufweist.
20. Beschichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitermaterial in Form eines Reinstoffes vorliegt, wobei das Halbleitermaterial vorzugsweise aus Silizium oder Germanium oder Selen oder Galliumarsenid gebildet ist.
21. Beschichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Material in Form eines Reinstoffes vorliegt, wobei das metallische Material vorzugsweise aus Chrom oder Molybdän oder Aluminium oder Zirkonium gebildet ist.
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