Способ нанесения покрытий изНиОбия HA НАгРЕТую пОдлОжКу Советский патент 1981 года по МПК C23C11/00 

(54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ НИОБИЯ НА НАГРЕТУЮ

ПОДЛОЖКУ кой усто 1чивости и чистоты покрытий и осад ков из ниобия с текстурой (110). Поставленная цель достнгается тем, что при получении покрытий и осадков из ниобия в качестве транспортирующего реагента- посредника используют хлориды вольфрама, а именно гексахлорид вольфрама, а термнчеркое раз ложение хлоридов ниобия проводят при температуре на подложке 1350-1550°С и давлении хлорида вольфрама 2-5 торр. Кроме того, для получения монокристаллических покрытий и осадков из ниобия термическое разложение проводят на монокрясталлической подпожке из металла с ОЦК-решет кой для получения полнкристаллических покрытий на поликристаллической подложке. Использование в предлагаемом способе хло рида вольфрама вместо пентахлорида ниобия в известном способе в качестве транспортирую щего реагента позволяет снизить температуру на подложке на 250-450° С и получать покры тие с преимущественной текстурой (ПО). При сутствие небольших количеств хлорида вольфр ма в зоне осаждения оказывает катализирующее действие на процесс термического разложения хлоридов ниобия, так как в известном способе при температурах подложки 13 50-15 50° С наблюдается разъедание осаждаемого слоя ниобия. Выбранный интервал температур подложки (1350-1550°С) позволяет также снизить уровень газовых примесей в получаемых материалах, так как понижение температуры приводит к уменьшению растворимости кислорода и азота в ниобии. При дальнейшем снижении температуры под ложки ниже 13 50° С заметно увеличивается содержание вольфрама в покрытии, что отрицательно сказьшается на пластических свойствах покрытия. При температурах подложки выше 15 50° С получаемые покрытия содержат повышенный уровень газовых примесей и имеют крупный размер зерна. Выбранный интервал давлений гексахлорида вольфрама (2-5 торр) обеспечивает достаточно высокую скорость оса -дения (3- 6 ) и гарантирует получение ниобиевых покрытий и осадков с преимущественной текстурой (ПО). При снижении давления хлорида получают покрытия со смешанной текстурой (100) и (111), а при повышении давления заметно уменьшается скорость осаждения покрьггия. По предлагаемому способу на подложках из поликристаллического молибдена и вольфрама получены покрытия с толшдаой слоя 200-250 мкм и осадки ниобия с толщиной стенки около 2 мм. При использовании монокристаллических подложек из металлов с ОЦК-решеткой по предлагаемому способу получены совершенные монокристаллические покрытия и осадки ниобия. При выбранных режимах осаждения получаемь1е материалы содержат небольшие количества вольфрама (0,1-0,25 масс.%), которые незначительно ухудшают пластичность ниобиевых покрытий и осадков. Способ осуществляют следующим образом. При осушествлеиии предлагаемого способа используют разборный кварцевый реактор. Подложкой служит труба из поликристаллического молибдена с наружным диаметром 20 мм. Один из торцов подложки заглушают пробкой, чтобы отделить ее внутреннюю полость от наружной поверхности, обращенной в реакционный объем. При сборке во внутреннюю полость подложки помещают прутковый нагреватель из вольфрама. В качестве исходного сырья используют трубу из ниобия электронно-лучевой плавки с внутренним диаметром около 40 мл. Размещают сырье в нижней части реактора, герметизируют подложку в верхней части реактора, размещают нагреватели во внутренней полости трубчатой подложки и проводят засыпку гексахлорида вольфрама в прогреваемый испаритель. Собранный реактор с открытым клапаном помещают под колпак вакуумной установки и вакуумируют до разряжения 1.10 торр. Включают разогрев подложки. Температуру подложки и сырья измеряют с помощью оптического пирометра. При температурах подложки 1650°С, сырья 900°С и стенок реактора 700-800°С проводят, вакуумный отжиг в течение 60 мин,, а затем снижают температуру подложки до , сьфья до 800°С. Включают разогрев испарителя и достижения 170°С, что соответствует давлению гексахлорида вольфрама- 3 торр, закрывают клапан. Момент закрытия клапана принимают за начало процесса, осаждения покрытия. Для поддержания заданного давления газовой фазы в реакционном объеме в процессе осаждения периодически открывают клапан. Б полученном ниобиевом покрьггаи суммарное содержание кислорода, азота и водорода не .превышает 0,04 масс.%. Рентгеноструктурный анализ покрытия (метод обратной съемки) свидетельствует, что вес текстуры (ПО) составляет 92%. При отжиге покрытия (вакуум Ы0, 1500°С, 820 ч) преимущественная текстура (110) сохраняется, что подтверждает ее высокую термическую устойчивость.

Формула изобретения 1. Способ нанесения покрытий из ниобия на нагретую подложку путем термического разложения хлоридов ниобия с использованием транспортирующего реагента, отличающийс я тем; что, с целью повышения термическсж устойчивости и чистоты покрытий из таобия с текстурой (110), в качестве транспортирующего реагента используют хлориды вольфракв, а термическое разложение хлорида вольфрама проводят при температуре подложки 13501550° С и давлении хлорида вольфрама 25 торр.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве хлоридов вольфрама используют гексахлорид вольфрама. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Иванов В. Е. и др. Электронная техника. Сер. Материалы, вьш. 6, 1968, с. 19.

2.Сборник Методы получения чистых металлов. М., ИЛ, 1957, с. 80.