DE2355531A1 - Verfahren zur herstellung von schichten reiner metalle, metalloide oder legierungen aus einem dampffoermigen fluorid derselben - Google Patents

Verfahren zur herstellung von schichten reiner metalle, metalloide oder legierungen aus einem dampffoermigen fluorid derselben

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DE2355531A1 DE19732355531 DE2355531A DE2355531A1 DE 2355531 A1 DE2355531 A1 DE 2355531A1 DE 19732355531 DE19732355531 DE 19732355531 DE 2355531 A DE2355531 A DE 2355531A DE 2355531 A1 DE2355531 A1 DE 2355531A1
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Description

PAT E lsi TA N Wm hT
HÄiSJS ULHiGH MäV
D S ΜΒΝΟΗέΜ 2, ÖtTÖSTRÄSSE la
tELESRAMME: UiAYPATENT MÜNCHEN! 235553 I
. TELEFON CÖS1O 593682 .
P 470/1^35 München* am --7« HoV, 1973
B "6t DM/i
Ciommissäriät ä 1* Energie Ätömigüe in Paris / Frankreich
Verfahren zur Herstellung von Schichten reiner Metaller Metalloide öder Legierungen aus einem dampfförmigen Plüörid derselben.
Ede Erfindung betrifft ein Verfahren-zur Herstellung von Schichten
Metalle, Metalloide öder liegierüngen aus einem dampfförmi*- Fitiörid
Eö ist bökäimti fietaliäehichten aus iietallfluöriden herzustellen, indeift ffiän diesS Fluoride im Öampf zustand beiciDe&timmtem I5rück ünd bestimmter femperatüi* auf einer mit MetalibescMöhtung au versehenden unterlage zersetzt* wobei die ißiterläge selbst aus Metall öder äUä ein<sm ^iä§ fiuorid zersetSenden Stoff bestehen fcann«
diisem Vorfahren §cheidet sich an der Otserfläöhe ein^s ftetalls Mi. Welshes in ierühruttg'.ait dem Dämpf seines ilüörids ^1 Ά diö Wertig^it diessüs Metalls bedeutet) steht t hei einei* femperätiig das M§täll dieses Pltiaä?ids gemäß der folgenden ab ί
— .Sf η ' φ '
Cöarapf) Cädiöribii^tl CHetäll) (adsöi«biert)
Bei jedem Auf treffen eines Moleküls des gasförmigen HFn auf die Metalloberfläche bewirkt der Stoß, daß das Metallatora abgeschieden wird und zwei Fluoratome chemisch adsorbiert werden. Der Einbau des Metallatoms in das Oberflächengitter des aufnehmenden Metalls erfolgt sehr rasch. Die zwei adsorbierten Flüoratome sind unter den Versuchsbedingungen beveglich und desorbieren von der Ober-, fläche des Metalls» die somit dauernd wieder frei wird, wobei die Desorption als einer der Hauptfaktoren erkannt wurde, welche die Kinetik der Abscheidung bestimmen.
Falls ein Fluorid MPn im Dampfzustand bei entsprechender Temperatur mit einem flüchtige Fluoride liefernden Substrat in Berührung kommt» verflüchtigen sich die gebildeten Fluoride und lassen nur das reine Metall zurück«
Wenn ein Fluorid MF„ im Dampf zustand bei entsprechender Temperatur in Berührung mit einem Metall kommt, welches keine flüchtigen Fluoride bildet, und wenn das gebildete reine Metall in dem die Unterlage bildenden Metall löslich ist, bilden sich Legierungen. Das geschieht beispielsweise wenn es sich bei den beiden Metallen um Platin und Kupfer handelt.
ein dampfförmiges Fluorid MFn bei entsprechender Temperatur in Berührung mit einem substrat kommt, welches keine flüchtigen Fluoride liefert» und das Substrat und das erzeugte Metall nicht mischbar sind» kann man das Fluorid in Berührung mit dem Substrat zersetzen und dieses anschließend entfernen und das reine Metall gewinnen. .
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Die so erhaltenen Beschichtung^ sind von guter Qualität, erfordernjedoch eine1 außerordentlich sorgfältige und schwierige Herstellung der benutzten- Fluoride, die sich unmittelbar thermisch zersetzen lassen·. Bestimmte Fluoride sind so hygroskopisch, daß ihre vorangehende Herstellung'außerhalb der zur Dampfphasenabscheidung" dienenden ■ Kananer' nicht geeignet wäre, da ihre Handhabung wegen ihrer "großen Instabilität gegenüber den in der Atmosphäre bei der -"Handhabung- stets vorhandenen Wasserdampf spuren praktisch unmöglich ist. ■
Ein anderes bekanntes Verfahren, bei dem ein Fluorid durch Wasserstoff reduziert wird, jLiefert ebenfalls Überzüge von guter Qualität, weist jedoch erhebliche Nachteile auf. In bestimmten Fällen, besonders wenn die geometrische Gestalt des zu beschichtenden Substrats eine leichte Erneuerung der Reagenzien verhindert, kann der WasserstoffübersGhuß das Verhältnis Wasserstoff /gasförmiges Fluorid so stark verändern, daß eine Verschlechterung der Metallabsclieidung oder sogar eine Unterbrechung der Dampfphasenabscheidung eintritt.
Die Gegenwart von Wasserstoff bewirkt die Bildung von Fluorv/assers toff gas , das sowohl abgeführt als auch gelagert werden muß, was bekanntlich gefährliche Arbeitsgänge sind. Eine zu große Konzentration von Fluorwasserstoff gas in der Nähe des Substrats kann zu einer Umkehrung der gewünschten Reaktion, das heißt dar Rückführung des abgeschiedenen Metalls in das Fluorid führen.
Die MetällabsGheidung durch Reduktion des Fluorids scheidet daher in allen. Fällen aus, wo die geometrische Gestalt der zu beschichtenden Gegenstände kompliziert ist oder Abscheidungen im Irnieven.
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stark verzweigter Werkstücke oder beispielsweise im Inneren langer enger Rohre erzeugt werden sollen.
Es wurde nun gefunden, daß die erwähnten, Nachteile der bekannten Verfahren vermieden werden können durch ein Verfahren, das auf der thermischen Zersetzung eines niedrigeren Fluorids (Sub—fluorids) eines Metalls oder Metalloids beruht, das an Ort und Stelle durch Umsetztaag des entsprechenden Pluorids des Metalls von höherer Wertigkeit auf dem entsprechenden Metall oder Metalloid erhalten wird. Hierbei bedeutet "niedrigeres Fluorid " ein Fluorid, in dem .das Metall oder Metalloid eine niedrigere Wertigkeitsstufe hat.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens ein Pluorid eines Metalls oder Metalloids von höherer V7ertigkeitsstu£e in Dampfform in eine Kammer gebracht wird, die mindestens eine zu metallisierende Unterlage und eine Quelle für das abzuscheidende Metall oder Metalloid enthält, die Quelle erhitzt wird, sodaß sich das Pluorid mit höherer Wertigkeit in Berührung mit der Quelle in mindestens ein niedrigeres Pluorid umwandelt, das verdampft, sich auf der Unterlage kondensiert und dort in Fluor und das Metall oder Metalloid, welches die gewünschte Abscheidung darstellt, umwandelt.
Es ist bekannt, daß die Fluoride höherer V7ertigkeit Fluorierungsmittel sind und thermisch nicht bis zur Abscheidung des Metalls zersetzt werden können. Nur eine Reduktion dieser Fluoride durch Wasserstoff ermöglicht eine vollständige chemische Zersetzung. Dagegen sind die niedrigeren Fluoride im allgemeinen keine Pluorierungsmittel und können thermisch an einer heißen Unterlage
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zersetzt werden, im dioekt clas Metall au liefern, - -
Erfindungsgemäß erfolgt gleichzeitig die Bildung der niedrigeren Fluoride (sub~Fluoride) und deren thermische Zersetzung. Ein · niedrigeres Fluorid der allgemeinen Formel MFm bildet sich aus einem höheren Fluorid der allgemeinen Formel MFn und dem Metall (oder Metalloid) M entsprechend dem folgenden Eeaktionsschema :
m. MFn * (n~m) M »»«———f η Gas Metall Gas
worin η und m die Wertigkeit des Elements M bedeuten und n größer als m ist«
Als Beispiele für höhere Fluoride, die ein thermisches zersetzbares niedrigeres Fluorid liefern kQmien, seien dit. folgenden Verbindungen genannt ( ohne Beschränkung darauf ) : W6, MOFg9 ReF6, PtF6, TaF5, NbF^5 BF5 TiF4, CF4, SiF4
Um das nützliche niedrigere Fluorid zu erhalten, läßt man das höhere Fluorid mit dem entsprechenden,auf eine geeignete Temperatur erhitzten Metall oder Metalloid reagieren. Es sei bemerkt, daß das als Quelle dienende Metall oder Metalloid leicht in die Hähe des zu beschichtenden Werkstücks gebracht werden kann, wodurch sich das niedrigere Fluorid ineöer Nähe der zu beschichtenden Oberfläche bildet.
Die Metallabscheidung erfolgt nach folgendem allgemeinen Schema s
MFm -LL^, MFm ,^„^ M +"-■ mF _«^,. M 4·■" JÜ P2^ Gas aäsorbiert adsorbiert adsor- Metall desorbiert
biert (fest)
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Venn ein Gasmolekül des niedrigeren Fluorids MFJa auf das zu beschichtende, auf eine entsprechende Temperatur erhitzte Substrat trifft, wird das Molekül MF durch den stoß genügend aktiviert, daß es vom Substrat chemisch adsorbiert wird. Bei der chemischen Adsorption findet eine Dissoziation statt, und das adsorbierte niedrigere Fluorid zersetzt sich in Metall M und Fluoratome. Das erzeugte Metall wird in das Kristallgitter der Oberfläche eingebaut und das Fluor desorbiert und gestattet so den Zutritt anderer Moleküle des niedrigeren Fluorids und die Fortsetzung der Abscheidung aus der Darapfphase. Als Beispiel für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sei die Abscheidung von Wolfram aus der Dampfphase erwähnt. Das Hexafluorid WFg reagiert mit dem Metall Wolfram W entsprechend der Gleichung s
5 WF6 + V? > 6 5
Gas Metall '. Gas
und das gebildete Wolframpentafluorid zersetzt sich thermisch entsprechend folgendem Schema :
V7 + 5F-S,. W + I
Gas adsorbiert adsorbiert adsorbiert Metall desorbiert
Die Bildung des niedrigeren Fluorids und dessen Zersetzung erfolge» gleichzeitig, wenn das zu beschichtende Substrat und das als Quelle für das niedrigere Fluorid dienende Metall auf verschiedene» sorgfältig gewählte Temperaturen erhitzt -werden-. Durch die Wahl dieser Temperaturen kann man nicht nur überhaupt das Verfahren vorteilhaft ausführen, sondern auch auf die Kinetik der Abscheidung aus der Dampfphase und auf die Eigenschaften der erhaltenen Metallschichten einwirken*
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Es sei bemerkt, daß im besonderen Fall von Wolfram ausgezeichnete Beschichtungen erhalten werden 9 wenn man die Quelle auf eine Temperatur von etwa 4000C und das Substrat auf eine etwas niedrigere Temperatur erhitzt. Man erhält ähnliche Beschichtungen bei Anwendung des - bekannten Redulctionsverf ahrens, jedoch muß man dazu mindestens auf eine Temperatvj? von etwa 700°C erwärmen, und außerdem hat dieses bekannte Verfahren die eingangs erwähnten Nachteile.
Das Metall der Quelle und das Metall des in den Reaktionsbereich eindringenden gasförmigen pluorids können gleich oder verschieden sein· Wenn-die beiden Metalle gleich sind t laufen Reaktionen entsprechend den folgenden ab ;
tf P 6 + v? —"f TS P 5 '—7- W * 5 P -.■'■' Ta F K + Ta'—*—? TaF „ -—£ Ta ψ 3 P Ti F, '+. Ti —> Ti P-■„ > Ti t 3P
Wenn, die Metalle verschieden sinds laufen Reaktionen etwa entsprechend der folgenden ab : -
¥ F ,- * Cu -—=—~f WPe + GuP -«=»—4 Cu + UP,
Es sei bemerkt* daß das zu Beginn der Reaktion eingesetzte Wolfram»HexafIxiorid am Ende dieser Reaktion regeneriert wird und sich also wie ein Katalysator verhält· Man kann daher die-Einleitung des Gases in den Reaktionsbereich und die Durchführung der Reaktion bai konstantem Druck vornehmen.
Allgemeiner kann man die obenstehende Reaktion wie folgt schreiben:
WF6 +M > W P5 : + ' MF
oder ' .
2 W P6 * M-
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Das gebildete Metalifluorid fliF oder MP2 zersetzt sich anschließend, an dem auf die entsprechende Temperatur erhitzten Werkstück und setzt das Metall frei, welches sich abscheidet ι
MF —- -^ MP -—> M + ρ _ -> M . + ' F
Gas adsorbiert adsor adsor abgeschiedenes desorbiert
biert biert Metall
M + 2F ~~*> M
Gas , adsor- adsor- adsor~ abgeschiedenes desorbiert biert biert biert Metall
Das durch die thermische Zersetzung des Fluorids MF oder freigev/ordene Fluor verbindet sich wieder mit WF*, um das Fluorid WFg, das heißt den gasförmigen Kathalysator, zurückzulief em.
Man kann auf diese Weise zahlreiche Metallabscheidungen erhalten. Als Beispiel seien erwähnt Kupferbeschichtungen ausgehend von CuF2 und CuF und Nickelbeschichtungen ausgehend von NiF2 und NiF. Auch die folgenden Metalle werden nach diesem Verfahren transportiert und aus der Dampfphase abgeschieden : Bisen, Cobalt, Zink, Silber, Gold, Cadmium und Aluminium, um nur die am häufigsten benutzten zu erwähnen. -
Die Reaktion hat den Vorteil, daß man dadurch auch Metalle aus der Dampfphase abscheiden kann, wie Nickel, Kupfer, Aluminium j Zink, Cadmium, Zirconium, deren Fluoride nicht genügend flüchtig sind und in anderen technischen Verfahren der Abscheidung aus der Dampfphase nicht benutzt werden kötmen.
Die Verfahrensbedingungen und Ergebnisse mehrerer Beispiele sind
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-9- . ■-_ . in der folgenden Tabelle I angegeben t
TABELLE I
Art des zu~ Art der Temper- Eingangs«
geführten Quelle atur der gasdruck
Gases Quelle (Torr)
Or«
fwsgi ϊΜΛ ^3ί ι ust
Ta Gu
1100
1000
1200
900
2J10
Temperatur Abscheidungsdes zu be- geschvindigschichtenden keit in Substrats Mikron/std· (O G)
700 40
700 40
700 16
750 20
Das erfindungsgemäße Verfaliren bietet zahlreiche weitere Vorteile. Man kann Schichten von Metallen erhalten, deren Fluoride sehr wenig flüchtig und daher nur mit Schwierigkeiten oder gar nicht bei den üblichen Verfahren der Metallabscheidung aus der Dampfphase , insbesondere den reduzierenden Verfahren, verwendbar sind*
Da in der Gasphase kein Wasserstoff vorhanden istf bildet sich keine Fluorwasserstoffsäure, welche die Bildung von Abscheidungen guter Qualität beeinträchtigen könnte.
Der Vorgang der Adsorption der Moleküle niedriger Fluoride und Desorption TOn gebildeten Pluoratpmen regelt automatisch die Abscheidungsgeschwindigkeit sos daß Schichten guter Qualität er~ halten werden, selbst wemx man bei Temperaturen arbeitet>. die beispielsweise l>ei einem Reduktionsverfahren als zu niedrig gelten wurden„ Man kami datier Metallsehiehten auf Substraten abscheiden, welche höhere Temperaturen■nicht vertragen würden» Die nach dem erfindirngsgemäßen· Verfahren- erhaltenen Abscheidungen sind kompakt, gleichmäßig,-haftend und epi-taktisch-, wenn die Eigenschaften des
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Substrats und der abgeschiedenen Scliiclit das gestatten.
Man kann eine sehr interessante Technologie der Abscheidung aus der Dampfphase entwickeln, da das dafür benutzte Fluorid MF oder MP2 in der Nähe der zu beschichtenden Oberfläche unabhängig von deren georaetrischer Form erzeugt werden kann. Es genügt, das Quellenmetall in der Nähe des Substrats anzuordnen. Daraus folgt besonders ein erheblicher Vorteil für die Herstellung von Be-Schichtungen im Inneren verschiedener Werkstücke, wie Rohre, Ventile, Anschlüsse und Gefäße. Die Form des zu beschichtenden Werkstücks ist ohne Einfluß auf die ausgezeichnete Durchdringungswirkung, die beim erfindungsgernäßen Verfahren erhalten wird.
Pur eine einwandfreie Durchführung des Verfahrens muß das Quellenßietall genügend erhitzt werden, daß das nützliche Fluorid MF oder MF2 verdampft und zum zu beschichtenden Substrat transportiert wird. Die Metallquelle kann ein durch Joule-sche VJärme erhitzter Draht oder Stab sein. Als Quelle kann auch ein Stab dienen, der indirekt durch ein nicht verbrauchbares Heizelement geheizt wird. Die Form des Stabes kann so für jeden Fall entsprechend gewühlt werden. Dieser Stab kann, entweder mit Sintermetall beschichtet sein oder einen Behälter bilden, der Stücke des aus der Dampfphase abzuscheidenden Metalls enthält.
In bestimmten, für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtungen kann das zu beschichtende Werkstück direkt durch die Metallquelle des Metalls M erhitzt v/erden, wobei in diesem Fall eine das werkstück umgebende Wärmeisolation benutzt wird. .
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Das erfindungsgemäß« Verfahren läßt sich' in Apparaturen durchführen, deren Form der Form, Art und Zahl der mit Metallbeschichtung zu versehenden Gegenstände angepaßt ist. Im folgenden werden zwei Beispiele der Metallbeschichtung von Rohren mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben: Es zeigen :
Fig. Ii
Einen Schnitt einer Vorrichtung zur Metallbeschichtung der Innenwand eines, Rohrs j ' .
Fig. 2:
Einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Innen- und Außenbeschichtung eines Rohrs mit Metall.
Fig.1 zeigt ein Rohr 1 aus einer beliebigen Metall-Legierung, das innen mit Metall beschichtet werden soll. Dieses Rohr wird in eine wärmeisolierende Muffe 2 gebracht, um Wärmeverluste durch Strahlung möglichst zu verhindern« Ein stab 3 aus Metall oder Metalloid ist im Rohr durch Stopfen 4 und 5 an seinen Enden gehalten. Durch den Stopfen 4 führt eine Zuleitung 6 für Fluorid mit höherer Wertigkeitsstufe. Für den Betrieb dieser Vorrichtung wird der Stab 3 auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, bevor durch die Zuleitung 6 das Fluorid eingeleitet wird, das in Berührung mit dem Stab 3 ein niedrigeres Fluorid liefert, das sich an der Innenwand des Rohrs 1 abscheidet.
In Fig. 2 sind entsprechende Teile mit dem gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Das Röhr 1 ist im Inneren einer Kammer 7 durch nicht gezeigte Stützen gehalten. Die Metallbeschichtung des Rohrs 1 erfolgt innen wie oben beschrieben, jedoch ermöglicht die gezeigte Vorrichtung durch die zusätzlichen Stäbe 3*und 3", welche wie der Stab 3 Quellen für Metall oder Metalloid sind, und die
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Fluoridzuleitungen ?· und 5" auch die Metallbeschichtung der Rohraußenwand. Es sei bemerkt, daß die Innenwand der Kammer 7 aus einem Material besteht, das eine Metallbeschichtung nicht annimmt.
Außer dem Vorteil, daß das erfindungsgemäße Verfahren ohne Anwesenheit von Wasserstoff und Fluorwasserstoffes abläuft, kann auch das durch Dissoziation des niedrigeren Fluorids gebildete Fluor durch Rekombination ndt dem Metall der Quelle beseitigt werden. Me Reaktionsgrenzfläche und genauer die Zusammensetzung der Gasphase bleiben daher v/ährend der gesamten Dauer der Abscheidung aus der Gasphase konstant,, und zwar unabhängig von der Gestalt des zu beschichtenden Werkstücks.
Infolge der Art des Kristallwachstums, die von der Adsorption der Moleküle des niedrigeren Pluorids und der Desorption des gebildeten Fluoratome abhängt, welche die Abscheidungsgeschwindigkeit automatisch regeln, ist die aus der Dampfphase abgeschiedene Schicht stets von guter Qualität, die auch erhalten bleibt, wenn die Abscheidung bei Temperaturen erfolgt, welche für Reduktionsverfahren viel zu niedrig wären. Daraus folgt, daß man nach dem erfinöungs— gemäßen Verfahren Materialien beschichten kann, die bei höheren Temperaturen verändert oder auch irreversibel umgewandelt würden. Erwähnt sei in diesem Zusammenhang die Abscheidung auf Metallen, die bei hoher Temperatur allotrope Umwandlungen zeigen und bei denen die Qualität der Grenzfläche Beschichtung-Substrat bei Durchlaufen des allotropen Transformationspunktes während der Abkühlung verschlechtert würde.
Es sei erwähnt, das die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Abscheidungen gleichzeitig haftend, kompakt,
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'' -'■' ■ -'■' .23.55531 dicht, rein und .gleichmäßig· sind.und epitaktisch wachsen, das heißt daß ihr Kristallgitter Atom auf Atom entsprechend dem Kristallgitter der Oberfläche wächst, wodurch man falls gewünscht Einkristalle mit bestimmter Ausrichtung erhalten kann.
Diese Abscheidungen können auf einer Vielzahl-von Substraten erfolgen, zumal das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von ausgezeichneten Schichten bei viel tieferen Temperaturen als die bei bekannten Verfahren erforderlichen gestattet. · .
Man kann ausgezeichnete VJoIframschichten aus Wolfram-Hexafluorid VJPg auf beispielsweise folgenden Unterlagen erhalten : Wolfram, Molybdän -,- Kupfer,. Nickel -, Monel-Metall (einer Ni-Cu-.Legierung), ; ^ . ■ . 'einer Ni-Cr-Pe- bzw. Ni-Co-Gr- .; Legierung; C?Vlnconel'r - e.WzV), Eisen, Qraphit,. Silicium, Aluminium.
Auch Legierungen können aus der dampfphase abgeschieden werden. Man kann zwei^Metalle gemeinsam abscheiden, indem man die chemischen Bigenschaf ten der Metall quelle und., des gasförmigen Pluprids höherer Wertigkeit ausnutzt. Beispielsweise wurden < ··.;-.-ausgezeichnete Ergebnisse erhalten bei der gemeinsamen Abscheidung von Molybdän .?> Wolfram ausgehend aron einer Metall quelle. aus Wolfram und Molybdän>-Hexafluorid als Verfahrensgas. . -.: . ...-.■'
Das ei^ifindungsgemäße Verfahren ist ganz allgemein anwendbar, besonders auch zur Herstellung von elektronischen,Bauteilen, \ besonders bei der Herstellung von Emittoren von elektronischen Itowrandlern: aus Wolf jpam ;und Antikathoden .von Röntgenröhren ^ sowie besQnders für raumfahrttechnische Anwendungen, bei der Herstellung
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von Wärmeschleifen aus Titan. Ferner seien noch die folgenden Anwendungsgebiete erwähnt :
Die Innenbeschichtung von Rohren mit kleinem Durchmesser ; Die Herstellung von Metallrohren durch Abscheidung des Metalls im Inneren oder an der Außenwand von Trägerrohren, welche mechanisch öder chemisch entfernt werden können ; Die Herstellung reflektierender oder halbreflektierender Metall-· schichten aus einem hochschmelzenden Metall, besonders Wolfram, Tantal, Molybdän auf hoch feuerfesten Substraten, wie Rubin, Korund, welche für Verwendung bei hohen Temperaturen bestimmt sind,;
Die Abscheidung von Schichten hochtemperaturfester Metalle auf verschiedenartigen Gläsern, was erfindungsgemäß bei tiefer Temperatur erfolgen kann j
Die Abscheidung verschiedener Metalle auf gegenüber Wasserstoff empfindlichen Substraten j
Die Herstellung von Kat-^alysatoren durch Abscheidung von Metallen mit großer spezifischer Oberfläche.
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Claims (12)

  1. Patentansprüche
    ^) Verfahren--zurν Herstellung von Schichten reiner Metalle, Metalloide oder von Legierungen aus einem dampfförmigen Fluorid derselben, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Pluorid eines Metalls oder Metalloids in höherer Wertigkeitsstufe in Dampfform in eine Kammer eingebracht wird, welche mindestens ein mit Metall-,
    Metalloid- oder Legierungsbeschichtung zu versehendes Substrat und eine Quelle für das abzuscheidende Metall oder Metalloid enthält, und die Quelle so erhitzt wird, daß sich das Fluorid höherer ' Wertigkeit in Berührung mit ihr in mindestens ein Pluorid niedriger Wertigkeit umwandelt, welches verdampft, am Substrat kondensiert und sich dort in Fluor und das Metall oder Metalloid umwandelt, welches die gewünschte Abscheidung bildet.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall des im Dampfzustand zugeftthrte Metallfluorids und das Metall der Quelle gleich sind«
  3. 3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall des dampfförmig zugeführten Metallfluorids und das Metall der Quelle verschieden sind·
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dampfförmig zugeführte Pluörid Molybdän-Kexafluorid und die Quelle Molybdän ist. - '. '
  5. 5· Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dampfförmig zugefUhrte Pluorid Molybdän-hexafluorid und die Quelle Wolfram sind.
    ■'._-." 409819/0944
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß das dampfförmig zugeführte Fluorid Wolfram-hexafluorid und die Quelle eines der Metalle Nickel, Kupfer, Aluminium, Zink, Cadmium, Zirconium sind«
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß das Fluorid des Metalls oder Metalloids mit höherer Wertigkeitsstufe eines der folgenden Fluoride ist :
  8. WF6, MoF6, ReF6, PtF6, TaF5, NbF5, BF5^TiF4, CF4, SiF4
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus Wolfram, Molybdän, Kupfer, Nickel, Nickel-Kupfer- , Nickel-Chrom-Eisen- bzw· Nickel-Kobalt-Chrom-. Legierung, Eisen, Graphit, Silicium, Aluminium besteht.
    9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die das Metall oder Metalloid abgebende Quelle auf eine über der Temperatur des Substrats liegende Temperatur erhitzt vird. "·".""".
  10. 10. Verfahre» nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle aus Wolfram besteht und auf eine Tempera* tür von etwa 4000C erhitzt vird.
  11. 11. verfahren nach eine» der Ansprüche 1 - 10e dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle aus einem durch JouLe-effekt erhitzten ßraht oder Stab besteht.
  12. 12. verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab mit einem durch Sintern oder Abscheidung aus der Dampfphase
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    t i besckieHtet ist»" *;'
    13* Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet: #'datf der Stab die Form eines Gefäßes hat, welches Stücke des aus der Dampfphase· äitfftiÄeldenden Metals" eiithäft.· ;" - ■
    14* Verfahren nach einem der imsprüchiöi* - 13» dadurch gekennzeichnet, ,daß das Substrat die Innenwand eines; Mb^e's'" ist und die Quelle solide die Zuleitung für das Fluörid im Inneren a Söhres^ ängeördhiet sind* * - : ^;/:- .-
    i$i Verfahren i^eh ein^m ider ^^prÜöh%^i daiäurbh
    zeichnet, däö das Subäträif diö ÄuÖe^and ^ines l^toes'ist die Oueiien und Zuleitungen für das Fluörid in der Umgebung dis ißöaiisri-h eiHeilEäffimöri' ^ldhe das äbzüäähüideiide iiltali
    Leerseite
DE19732355531 1972-11-07 1973-11-07 Verfahren zur herstellung von schichten reiner metalle, metalloide oder legierungen aus einem dampffoermigen fluorid derselben Pending DE2355531A1 (de)

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