Устройство для синтеза оксидных покрытий

 

Изобретение относится к химии твердых веществ, точнее к химии тонких покрытий, и может быть приме нено при создании изделий оптики, микроэл ектроники , фотоэнергетики, в машиностроении и при изготовлении композиционных материалов. С целью синтеза покрытий заданной толщины, на поверхности крупногабаритных изделий форсунка М устройства выполнена в виде трех патрубков труба в трубе, внешний из которых предназначен для подачи сухого воздуха, внутренний - паров реагента, а промежуточный - для откачки паров реагента и продуктов реакции, причем патрубки снабжены раструбами 2, 3, 4, которые расположены в одной плоскости, а форсунка соединена с электронагревателем 8 и гибким приводом с системой откачки 5. 1 ил. с СЛ

1359261

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит форсунку 1, которая выполнена в виде трех патрубков труба в трубе, снабженных плоскими. раструбами 2 — 4, расположенными в одной плоскости. К форсунке подключены гибкими шлангами системы откачки 5, подачи сухого воздуха 6 и подачи реагента 7 в потоке сухого воздуха, причем система подачи сухого воздуха 6 соединена с внеш50

Изобретение относится к химии твердых .веществ, а именно к химии тонких покрытий, и может быть применено при создании изделий оптики, микроэлектроники, фотоэнергетики, в машиностроении.

Целью изобретения является синтез покрытий заданной толщины на поверхности крупногабаритных изделий. 10

При синтезе покрытий с помощью данного устройства образование слоя на поверхности крупногабаритных изделий достигается за счет того, что применяется форсунка, соединенная с электропечью и гибким приводом с системами откачки, подачи .сухого воздуха и реагента, которую можно перемещать вдоль поверхности изделия, а образование слоя заданной толщины за счет того, что форсунка выполнена в виде трех патрубков труба в трубе, внешний из которых предназначен для подачи сухого воздуха, внутренний — паров реагента, а про- 25 межуточный — для откачки паров реагента и продуктов реакции, причем патрубки снабжены раструбами, которые расположены в одной плоскости.

Благодаря данной конструкции при син- З0 тезе на поверхности изделия под раструбами создаются газовые потоки, например под внешним раструбом, один из которых направлен вдоль поверхности в атмосферу, за счет чего с поверхности удаляется избыток адсор35 бированной воды, а другой — в про странство промежуточного патрубка, через который выполняется откачка, 40 за счет чего не происходит контактирование паров хлорида с водой атмосферы и не наблюдается реакции в газовой фазе. Кроме того, под внутренним раструбом создается зона обработки поверхности парами реагента, 45 избыток которого удаляется через пространство промежуточного патрубка. ним патрубком, система подачи реагента 7 — с внутренним, а откачки 5 с промежуточным. Форсунка обогревается электронагревателем 8.

При расположении форсунки с включенным электрообогревателем и систеФ мами подачи сухого воздуха и откачки с зазором на поверхности обрабатываемого изделия происходит нагрев поверхностного слоя до 200 С и удаление с поверхности физически адсорбированной воды. Далее при подаче в эту зону паров реагента, например, TiC1 происходит реакция молекулярного наслаивания (тп)-ОH+ЭС1 (т)СЭС1 +mHC1.

Неуправляемое образование слоя ЭО в газовой фазе на поверхности устраняется тем, что плоские раструбы патрубков направляют в зоне "а" поток сухого газа против движения паров

ЭС1„, 3а счет чего избыток ЭС1п удаляется через промежуточный патрубок в систему откачки и устраняется контакт ЭС1„ с влагой воздуха.

Образование на поверхности изделия вновь функциональных групп Э ОН, участвующих в дальнейшей реакции молекулярного наслаивания, достигается за счет смещения форсунки со скоростью

10-30 см/мин вдоль поверхности, благодаря чему зона обработки оказывается на воздухе и происходит на еще горячей поверхности реакция

I (шЯОЭС . +Н,О-(ш)ОЭ(ОН), +

+ (n-m) НС1.

В то же время при смещении форсунки вдоль поверхности другая часть изделия попадает в поток сухого воздуха, за счет чего выполняется ее осушка и достигаются условия для протекания реакций молекулярного наслаивания, При возврате форсунки на прежнее место на поверхности вновь синтезируются монослои титаноксидных группировок. Синтез слоя заданной толщины осуществляется путем перемещения форсунки по поверхности заданное число раз. Нанесение производито ся при низкой температуре (100-200 С) реакций молекулярного наслаивания.

Пример. К заданной области поверхности полированного стекла размером 2500х1000х10 мм помещают форсунку и включают электрообогрев

1359261

Составитель Г.Буровцева

Редактор Н.Горват Техред М.Моргентал Корректор А.Ильин

Заказ 6111/24 Тираж 428 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 до 200 С, поток сухого воздуха в

50 л/мин, а также откачку до 20 л/мин.

Через 0 5 мин включают подачу в форсунку паров оксихлорида хрома. Перемещают форсунку со скоростью 100 мм/

/мин вдоль эоны обрабатываемой поверхности размером 60х10 мм. По достижении края зоны выключают подачу реагента и электрообогрев и через

1 мин выключают установку. Измеряют методом эллипсометрии толщину слоя, которая равна 0,5 нм. Наносят на обработанный участок клей и приклеивают им металлический кронштейн.

Через сутки определяют усилие отрыва кронштейна, которое оказалось на

3 кг выше, чем для необработанной поверхности.

Таким образом, применение изобретения дает воэможность синтезировать слои на поверхности изделий сколь угодно больших размеров; синтезировать в заданном локальном участке поверхности сверхтонкие слои толщиной, задаваемой с точностью до монослоя; обеспечить условия синтеза, при которых образуются слои, химически связанные с подложкой; выполнить синтез при сравнительно низкой температуре:, Формула изобретения

Устройство для синтеза оксидных покрытий, включающее испарители реагентов, систему подачи воздуха и форсунку, выполненную в виде трех патрубков труба в трубе с раструбами, расположенными в одной плоскости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью синтеза покрытий заданной толщины на поверхности крупногабарит1 ных изделий, оно снабжено соединенной со средним патрубком системой откачки и электронагревателем для обогрева форсунки.