164076. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vékonyréteg vagy vékonyrétegrendszer előállítására

164076 szonylag nagy, több négyzetcentiméter felületű, ép, összefüggő, szigetelő, félvezető vagy vezető anyagból álló vékonyréteg vagy vékonyrétegrendszer. A találmány szerint előállított vékonyréteg nagy szilárdsága lehetővé teszi a vékonyrétegnek öntartó lemezként való leválasztását is. Az említett kedvező hatást azáltal érjük el, hogy a hordozóra a vékonyréteg kondenzálása előtt deformálódni képes anyagból álló hártyát viszünk fel, majd a vékonyréteg anyagának egy részét szándékosan ionok alakjában kondenzáljuk. A találmány tárgya tehát eljárás 1 mikronnál vastagabb, szigetelő vagy vezető anyagból álló összefüggő, sérülésmentes vékonyréteg előállítására a vékonyréteg anyagának vákuumban gőzfázisból szilárd hordozóra történő kondenzálásával. A találmány lényege abban van, hogy a szilárd hordozóra önmagában ismert módon deformálódni képes anyagból álló 0,01-1,0 mikron vastagságú hártyát viszünk fel, ezen a hártyán a kialakítandó vékonyréteghez csatlakozó kontaktust létesítünk, majd a hártyával borított hordozóra a vékonyréteg anyagát - előnyösen elektronbombázásos párologtatással előállított gőzsugárból — 0,02—0,1 mikron vastagság eléréséig semleges atomok, illetőleg molekulák alakjában, ezután pedig részben semleges atomok, illetőleg molekulák, részben pedig ionok alakjában kondenzáljuk, amikoris a kondenzálódó ionok számát és energiaeloszlását a kontaktus potenciáljának változtatásával szabályozzuk. A találmány szerinti eljárás előnyösen alkalmazható több vékonyrétegből felépített vékonyrétegrendszer előállítására oly módon, hogy az első vékonyrétegre — az első vékonyréteg előállítási lépéseinek egyszeri vagy többszöri megismétlésével - egy vagy több további vékonyréteget készítünk. A vékonyréteg találmányunk szerinti előállításánál a következőképpen járhatunk el: Szilárd merev hordozó, például üveg-, kvarcvagy fémlemez csiszolt vagy polírozott felületére önmagában ismert módon hőtágulást kiegyenlítő deformálható anyagból, például kollódiumból, deformálható műanyagból, pl. polivinilalkohol, lágy fémből, pl. ólom vagy indium, viaszból, paraffinból álló 0,01-1,0 mikron vastagságú hártyát viszünk fel. Erre a hártyára a hordozó hasznos felületéről elvezető kontaktust létesítünk, hogy a hordozófelület villamos potenciálját a vékonyréteg előállítása közben változtathassuk. A kialakítandó vékonyréteghez csatlakozó kontaktust magából a deformálódni képes hártyából is kialakíthatjuk, ha az vezető anyagú. A deformálódni képes hártyával bevont hordozófelületre saját ionokat is tartalmazó, önmagában ismert módon előállított gőzsugár kondenzálásával felvisszük a vékonyréteg anyagát. Erre a célra előnyösen elektronbombázásos párologtató forrást használunk, olyan geometriai elrendezésben, hogy a párologtatáshoz használt elektronnyaláb a vele szemben haladó gőzsugárnak 1—10%-át ionizálja. A saját ionokat tartalmazó gőzsugár más ismert módon, például úgy is előállítható, hogy a semleges 'gőznyalábon külön előállított elektronokat viszünk keresztül. Párologtatás közben a gőzsugár ionizált hányadát az előállítandó vékonyréteg anyagától függően úgy szabályozzuk, hogy a vékonyréteg az adott lerakodási sebességnél sima maradjon. 5 A párologtatási sebesség kellő beállításáig a hordozót célszerűen eltakarjuk. A vékonyréteget a kondenzálás kezdeti szakaszában csak semleges atomokból, illetőleg molekulákból alakítjuk ki, ezért az elektronbombázásos párologtatóforrás 10 alkalmazása esetén, a párologtatási sebesség beállítása után, a gőzsugárbói az ionokat a párologtatóforrás kilépőnyílása fölé helyezett elektrosztatikus vagy mágneses elvű eltérítőrendszerrel oldalirányban kitérítjük. Amikor a hordozón a vékonyréteg 15 részben, célszerűen kb. 0,1 mikron vastagságban kialakult, a vékonyréteggel érintkező kontaktusra olyan feszültséget kapcsolunk, hogy a hordozó felületre ütköző ionok energiája a párologtatott anyag természetétől függően 200 és 5000, 20 előnyösen 300 és 3000 eV között legyen. Az ionok aránya a gőzsugárban az eltérítőrendszer segítségével szükség szerint szabályozható. A vékonyréteg kialakulásának sebességét a hordozó környezetében elhelyezett rezgőkvarcos 25 vastagságmérővel ellenőrizzük, és a műveletet annak alapján szabályozzuk. Amikor a vékonyréteg elérte a kívánt vastagságot, a párologtatást, majd a vákuumot megszüntetve a vékonyréteggel bevont hordozót légköri nyomásra hozzuk. 30 Szükség esetén az így elkészült vékonyrétegre, annak deformálható anyaggal való bevonása után, a fent leírt módon újabb vékonyréteget vihetünk fel. Ilyen módon a fent leírt műveleteket azonos vagy különböző anyagokkal, és azonos vagy különböző 35 deformálható közbülső hártyák beiktatásával megismételve, tetszőleges számú vékonyrétegből álló és tetszőleges összetételű vékonyrétegrendszer állítható elő. A rendszerben szükségszerint egy vagy több kontaktust létesíthetünk. 40 Öntartó vékonyréteg előállítás igénye esetén a felvitt, 1 mikronnál vastagabb vékonyréteg vagy vékonyrétegrendszer a deformálható hártya kioldásával vagy megolvasztásával, majd az elvált vékonyréteg vagy vékonyrétegrendszer leemelésével, 45 például leúsztatásával, választható le a hordozóról. A deformálható kollódiurnhártyának a hordozóra való felvitelére általában alkalmazható, egyszerű módszer abban áll, hogy gondosan megtisztí-50 tott, zsírtalanított és polírozott hordozófelületű lemezt, például üveg- vagy kvarclemezt kissé ferde helyzetben kristályosító csészébe állítunk, és annyi vizet öntünk a csészébe, hogy a víz a lemezt kb. 2 cm magasságban ellepje. Ezután a portól 55 mentesen tartott vízfelületre az elektronmikroszkópiában szokásos módon egy csepp 1%-os n-amilacetátos kollódiumoldatot cseppentünk, mire az oldat szétterül a vizén. Az amilacetátot légáramtól és portól mentes helyen néhány perc 60 alatt elpárologtatva néhány század mikron vastagságú sima kollodiumhártyát kapunk a víz felszínén. Ezt a hártyát a víz óvatos leszívásával a hordozófelületre úsztatjuk, majd a hordozót pormentes helyen, például infravörös lámpával, 65 megszárítjuk. 2