Способ получения тонких пленок Советский патент 1992 года по МПК C08J5/18 

Изобретение относится к тонкопленочной технологии органических материалов и может быть использовано для создания электродов, аккумуляторов, электрохром- ных покрытий, резисторов, фотопреобразователей, микроэлектронных устройств.

Известен химический способ получения тонких пленок полипарафенилена (ППФ). В сосуд с раствором CuCl2 и в безводном бензоле вводят катализаторы, при этом на стенках сосуда растет пленка ППФ.

Недостатком известного способа является необходимость работы в безводной среде с агрессивными и токсичными агентами, а также невозможность нанесения пленок на подложки из любого материала, трудность формирования специальных структур. В результате получаются высокопористые неоднородные мутные пленки

ППФ, неспособные к дальнейшему легированию.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения электропроводных, термостабильных полимерных пленок, заключающийся в нагреве порошка полимера (в частности, ППФ) при температурах 500-1000°С в вакуумирован- ном замкнутом объеме, в котором находятся отшлифованные кварцевые или металлические пластины.

Однако пленки, получающиеся этим способом, отличаются от исходного полимера по химическому составу и содержат довольно большое количество молекул растворителя и катализатора, так как подложки нагревают вместе с полимером при температурах 500-1000°С, то необходимо использовать подложки из кварца или из

ы со о о

о

00

другого термостойкого материала. Кроме того, пленки, полученные этим способом, невозможно разлегировать и легировать обратимым способом примесями п- и р-типа, меняя таким образом их электропровод- ность.

Целью изобретения является повышение однородности и прозрачности непроводящих пленок, способных к дальнейшему легированию.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения тонких пленок подачей порошка полипарафенилена в ва- куумированный объем испарителя, нагреванием при 500-1000°С и осаждением на подложку, порошок полипарафенилена подают со скоростью 3-6 мг/мин, а нагревание и осаждение на подложку, нагретую до 40-90°С, осуществляют под давлением )мм рт. ст.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа.

Устройство включает в себя металлический желоб 1, закрепленный на электромагнитном реле 2, воронку 3 для подачи порошка ППФ, упирающуюся в желоб, испаритель 4 из тугоплавкого металла, под- ложкодержатель 5 с нагревателем. Температура испарителя и подложек измеряется калиброванными термопарами.

В результате подачи на реле 2 перемен- ного напряжения с частотой 50 Гц и амплитудой, равной напряжению срабатывания реле, происходит вибрация желоба 1 и воронки 3, благодаря чему происходит постепенная подача отдельных частичек порошка ППФ из воронки в испаритель.

В воронку загружают 0,7 г порошка ППФ. Кварцевые подложки и подложки из КВг закрепляют в держателе. Систему ваку- умируют до давления мм рт. ст. В течение 10 мин доводят температуру испарителя до 900°С, а температуру подложек до 70°С. Испарение проводят в течение 3 ч при скорости подачи порошка 4 мг/мин. После охлаждения подложек до комнатной темпе- ратуры их извлекают из системы с образовавшимися прозрачными пленками светло-желтого цвета.

0

5 0

5

0 5

0 5

0

В качестве подложки могут быть использованы пластины из полупроводника (Si, Ge, GaAs, GaP, J, P), из металла (Al, Cu, Ag, Au, Ni), из полимера (поливинилхлорид, полиацетилен, полиэтилен, полианилин), из стекла, при этом получаются аналогичные пленки.

В таблице приведены параметры пленок ППФ, полученных на различных режимах.

Использование предлагаемого способа полученных тонких пленок ППФ обеспечивает по сравнению с существующими спосо- бами следующие преимущества: возможность получения однородных прозрачных пленок ППФ, не отличающихся по химическому составу от исходного порошка, свободных от молекул растворителя и катализатора, непроводящих, но способных к дальнейшему легированию пленок, что особенно важно в современной полупроводниковой технологии; возможность нанесения на подложки из разных материалов и способность пленок ППФ, полученных данным способом, изменять проводимость при легировании примесями п- и р-типа с одновременным изменением оптической плотности позволит создавать новые оптозлектрон- ные устройства и элементы интегральной электроники; простота предлагаемого способа позволяет провести необходимую в условиях современного производства автоматизацию процесса.

Формула изобретения

1.Способ получения тонких пленок подачей порошка полипарафенилена в вакуу- мированный объем испарителя, нагреванием при 500-1000°С и осаждением на подложку, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности и прозрачности непроводящих пленок, способных к дальнейшему легированию, порошок полипарафенилена подают со скоростью 3- -6 мг/мин, а нагревание и осаждение на подложку, нагретую до 40-90°С. осуществляют под давлением 5-.)мм рт.ст.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве подложки применяют пластины из стекла, металла, полимера или полупроводников.

Изобретение относится к области тонкопленочной технологии органических материалов и может быть использовано для создания электродов аккумуляторов, электро- хромных покрытий, резисторов, фотопреобразователей, микроэлектронных устройств. Изобретение позволяет повысить однородность и прозрачность непроводящих пленок, способных-к дальнейшему легированию за счет того, что порошок пол- ипарафенилена подают в вакуумированный объем испарителя со скоростью 3-6 мг/мин. Нагревают при 800-1000°С под давлением ) мм рт.ст. Пленку осаждают на подложку, находящуюся там же и нагретую до 40-90°С. Подложка выполнена из стекла, металла, полимера или полупроводников. 1 ил. 1 табл. Ё