DE3802869A1 - Kontaktwerkstoff auf basis von uebergangsmetallen - Google Patents
Kontaktwerkstoff auf basis von uebergangsmetallenInfo
- Publication number
- DE3802869A1 DE3802869A1 DE3802869A DE3802869A DE3802869A1 DE 3802869 A1 DE3802869 A1 DE 3802869A1 DE 3802869 A DE3802869 A DE 3802869A DE 3802869 A DE3802869 A DE 3802869A DE 3802869 A1 DE3802869 A1 DE 3802869A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- range
- ions
- contact material
- layer
- implanted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 title description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title description 2
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 65
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 21
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 17
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- -1 nitrogen ions Chemical class 0.000 claims description 12
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 10
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 4
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052798 chalcogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001787 chalcogens Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims description 2
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 claims 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/021—Composite material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Contacts (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Kontaktwerkstoff auf Basis
von Übergangsmetallen der Gruppen IVa bis VIa des Periodi
schen Systems der Elememte (PSE).
Die spezifischen Einsatzbedingungen elektrischer Kontakte
und die daraus resultierenden Werkstoffanforderungen haben
zur Folge, daß für die meisten Kontaktsysteme vorzugsweise
Kontaktwerkstoffe auf Edelmetallbasis eingesetzt werden.
Der technische Fortschritt, insbesondere in der Elektronik
und Elektrotechnik, erfordert nun eine Bereitstellung von
Edelmetallen in ständig steigenden Mengen, der nur ein be
grenztes und stark rückläufiges Aufkommen an Edelmetallen
auf dem Weltmarkt gegenübersteht. Der Einsatz und die Wei
terentwicklung von Kontaktwerkstoffen sind deshalb vor
allem bestimmt von der Notwendigkeit zur Substitution von
Edelmetallen, was durch Herabsetzung des Legierungs
anteils, durch geometrische Minimierung des Kontaktvolu
mens und durch Entwicklung neuer Kontaktwerkstoffe, die
ohne Edelmetalle auskommen, erreicht werden kann. Aus die
sem Grund werden heute z.B. Kontaktwerkstoffe auf Basis
hochschmelzender Metalle wie Wolfram, Molybdän und Rhenium
eingesetzt, die sich neben ihren hohen Schmelzpunkten
durch hohe Härte und Festigkeit auszeichnen, was eine hohe
Verschleiß- und Abbrandfestigkeit der aus ihnen herge
stellten Kontakte zur Folge hat. Mit dem Einsatz von rei
nen hochschmelzenden Metallen als Kontaktwerkstoff sind
jedoch gewisse Probleme verbunden.
Reine Wolframkontakte sind im Hinblick auf ihre Strombe
lastbarkeit infolge der geringen elektrischen Wärmeleitfä
higkeit nur begrenzt einsetzbar, außerdem ist Wolfram ge
genüber Sauerstoff oberhalb einer Temperatur von 400°C
unbeständig und es bilden sich beim Schalten an Luft oxi
dische Fremdschichten, die zu einem Fremdschichtwiderstand
und damit zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes füh
ren. Für eine sichere Kontaktgabe sind deshalb Kontakt
kräfte von wenigstens 1 N erforderlich, oder es ist eine
reibende Betätigung der Kontakte vorzusehen. Die Her
stellung des Ausgangshalbzeugs für Wolframkontakte erfolgt
pulvermetallurgisch durch Pressen und Sintern von Pulver,
aufgrund der geringen Duktilität und der hohen Festigkeit
ist die mechanische Bearbeitung von Wolfram jedoch schwie
rig.
Molybdän erreicht, bedingt durch seine physikalischen Ei
genschaften, nicht die herausragenden Kontakteigenschaften
von Wolfram. Es wird als billigeres Metall jedoch für
solche Fälle bevorzugt, die den Einsatz von Wolfram nicht
unbedingt erforderlich machen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kontaktwerk
stoffe auf Basis von Übergangsmetallen der Gruppen IVa bis
VIa des PSE bereitzustellen, aus denen auf wirtschaftliche
Weise Dünn- und Dickschichtkontakte beliebiger Konfigura
tion herstellbar sind, die die oben genannten Nachteile
nicht aufweisen und die den besonderen Vorzug haben, daß
sie sehr niedrige Gleitreibungskoeffizienten aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Kontaktwerkstoff durch eine Schicht aus Chalkogeniden der
Übergangsmetalle gebildet ist, deren Struktur durch Teil
chenbeschuß modifiziert ist.
Nach vorteilhaften Weiterbildungen des Kontaktwerkstoffes
gemäß der Erfindung sind die Chalkogenide, vorzugsweise
der Übergangsmetalle Titan, Zirkon, Hafnium, Vanadium,
Niob, Tantal, Chrom, Molybdän und/oder Wolfram, aus den
Chalkogenen Schwefel, Selen und/oder Tellur gebildet, wo
bei vorteilhafterweise in die Chalkogenid-Schicht Ionen
einer Implantationsenergie im Bereich von 0,5 keV bis 400
keV und einer Dosis im Bereich von 1015 bis n × 1018/cm2
implantiert sind. Nach weiteren vorteilhaften Ausgestal
tungen des Kontaktwerkstoffes gemäß der Erfindung sind
Inertgasionen, vorzugsweise Stickstoffionen, oder Edelgas
ionen, vorzugsweise Argonionen, in die Chalkogenid-Schicht
implantiert.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Kontaktwerkstoffes auf
Basis von Übergangsmetallen der Gruppen IVa bis VIa des
Periodischen Systems der Elemente (PSE) ist dadurch ge
kennzeichnet, daß die Übergangsmetalle in Form ihrer Chal
kogenide als Schicht mittels Chemical oder Physical Vapour
Deposition auf einem Substrat abgeschieden werden und die
Struktur der erhaltenen Schicht durch Teilchenbeschuß mo
difiziert wird.
Schichten aus Chalkogeniden von Übergangsmetallen besitzen
sehr niedrige Gleitreibungskoeffizienten, weisen jedoch
einen hohen Kontaktwiderstand R K auf, so daß sie als
Kontaktwerkstoff ungeeignet sind. Überraschenderweise wur
de jedoch gefunden, daß die Werte für den Kontaktwider
stand R K um bis zu drei Größenordnungen verringert wer
den können, wenn die Struktur der Chalkogenid-Schichten
während oder nach Aufbringen auf ein Substrat modifiziert
wird, was vorteilhafterweise durch einen Teilchenbeschuß,
vorzugsweise durch Ionenimplantation, erreicht werden
kann.
Dieser Effekt beruht nicht auf einer Dotierung des
Schichtmaterials mit Fremdionen, wie es z.B. aus der Halb
leitertechnologie bekannt ist. Die Verringerung des Kon
taktwiderstandes der erfindungsgemäßen Schichten ergibt
sich auch bei Beschuß mit Ionen von Elementen, die gemein
hin nicht zu Dotierungszwecken eingesetzt werden, z.B.
Edelgas- oder Inertgasionen. Es kann angenommen werden,
daß die Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit oder
die Herabsetzung des Kontaktwiderstandes von Chalkogenid-
Schichten eine Folge von Strukturveränderungen der Schich
ten nach einem Teilchenbeschuß ist. Nach einem Beschuß mit
z.B. hochenergetischen Ionen zeigte sich bei Untersuchun
gen an im Rahmen der vorliegenden Erfindung hergestellten
Schichten eine Erhöhung der Dichte der Schichten um bis zu
40%.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ge
mäß der Erfindung wird der Teilchenbeschuß während des
Aufbringens der Schicht durchgeführt. Für diesen Fall er
gibt sich der Vorteil, daß auch Schichten größerer Dicke,
vorzugsweise einer Schichtdicke im Bereich von 0,1 bis 10
µm, in ihrer Struktur modifiziert werden können, wozu vor
teilhafterweise niederenergetische Ionen einer Implan
tationsenergie im Bereich von 0,5 keV bis 100 keV und ei
ner Dosis im Bereich von 1015 bis n × 1018/cm2, vorzugs
weise einer Dosis im Bereich von 3 × 1015 bis 1016/cm2,
eingesetzt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Ver
fahrens gemäß der Erfindung wird der Teilchenbeschuß nach
Aufbringen der Schicht durchgeführt. Dieses Verfahren ist
besonders geeignet, wenn Schichten geringerer Dicke, vor
zugsweise im Bereich von einer Monolage bis 2 µm, in ihrer
Struktur modifiziert werden sollen.
Vorteilhafterweise erfolgt dies mittels Implantation von
höherenergetischen Ionen einer Implantationsenergie im Be
reich von 50 keV bis 400 keV und einer Dosis im Bereich
von 1015 bis n × 1018/cm2, vorzugsweise einer Dosis im Be
reich von 3 × 1015 bis 1016/cm2.
Nach vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung werden
Inertgasionen, vorzugsweise Stickstoffionen, oder Edelgas
ionen, vorzugsweise Argonionen, in die Chalkogenid-Schicht
implantiert.
Nach weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens
gemäß der Erfindung wird die Chalkogenid-Schicht durch Ka
thodenzerstäubung hergestellt, wobei der Abscheidungspro
zeß vorteilhafterweise Magnetfeld-unterstützt, also unter
Einsatz eines Magnetrons, durchgeführt werden kann. Die
Chalkogenid-Schichten können jedoch auch mittels anderer
Verfahren, die zum Abscheiden von dünnen oder dicken
Schichten bekannt sind, abgeschieden werden. Zu denken ist
hier insbesondere an eine Abscheidung mittels Chemical Va
pour Deposition, wie Plasma-unterstützte Abscheidung aus
der Gasphase, an reaktive Kathodenzerstäubung, an Plasma
unterstützte Abscheidung aus der Gasphase, an Aufdampfver
fahren, an Ionenplattierungsverfahren mit einer hohen Vor
spannung am Substrat oder an eine Ionisierung des abzu
scheidenden Schichtmaterials im Lichtbogen, gegebenenfalls
in einer reaktiven Gasphase aus z.B. Schwefelwasserstoff
gas oder Schwefel in der Gasphase.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe
sondere darin, daß Kontaktwerkstoffe bereitgestellt wer
den, die keine Edelmetalle benötigen, aus denen auf wirt
schaftlich günstige Weise Kontakte beliebiger Konfi
guration hergestellt werden können und die besonders nie
drige Gleitreibungskoeffizienten, auch im Vakuum, aufwei
sen, was für die Herstellung von z.B. Kontakten, die einer
mechanischen Schiebe- oder Schleifbeanspruchung ausgesetzt
werden sollen, sehr günstig ist.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Kontaktwerk
stoffe und der aus ihnen hergestellten Kontaktschichten
ist, daß ihr Kontaktwiderstand weniger als bei Kontakten
aus reinen unedlen Metallen durch einen Fremdschichtwider
stand infolge Ausbildung von Fremd- oder Deckschichten
durch z.B. oxidierende Einwirkung des umgebenden Mediums
in unerwünschter Weise erhöht wird.
Die erfindungsgemäßen Schichten zeigen eine besonders gute
Haftfestigkeit auf Stahlsubstraten, haftverbessernde Zwi
schenschichten sind hier nicht erforderlich.
Ein weiterer erheblicher Vorteil aus ökonomischer Sicht
ist darin zu sehen, daß sowohl der für die Herstellung der
Chalkogenid-Schichten vorzugsweise vorgesehene Kathoden
zerstäubungsprozeß als auch der für die Strukturverände
rung der Chalkogenid-Schichten vorzugsweise vorgesehene
Ionenimplantationsprozeß mit kommerziell erhältlichen Ma
schinen ausführbar ist.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung be
schrieben und in ihrer Wirkungsweise erläutert.
Zur Ausbildung der Chalkogenid-Schichten kommen Chalkoge
nide der Übergangsmetalle Titan, Zirkon, Hafnium, Vana
dium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän und/oder Wolfram in
Betracht, wobei es sich nicht um stöchiometrische Chalko
genide handeln muß. Es wurden z.B. dünne MoS x -Schichten
mit x = 1,5 bis 2,1 in Schichtdicken im Bereich von 0,11
bis 0,43 µm im Hinblick auf ihre Gleitreibungskoeffizien
ten und ihre Kontaktwiderstände untersucht.
Als Ausführungsbeispiel wird die Herstellung einer
MoS1,8-Schicht auf einem Substrat aus 100 Cr6-Stahl
mittels HF-Kathodenzerstäubung bei einer Leistung von 6
W/cm2 beschrieben. Zur Herstellung von derartigen Schich
ten werden folgende Parameter eingesetzt:
1. Ionenätzen des Substrates in einer Argonatmosphäre
über eine Dauer von 10 min;
2. MoS1,8-Abscheidung durch Kathodenzerstäubung eines
Targets der Zusammensetzung MoS2,2 in einer Atmosphäre aus
Argon eines Drucks von 3 × 10-2 mbar.
Die Abscheidedauer betrug zur Herstellung einer 0,11 µm
dicken Schicht 6 min, zur Herstellung einer 0,43 µm dicken
Schicht 20 min.
Nach Beendigung des Abscheidungsprozesses wurden die
erhaltenen Schichten unter Anwendung einer Hochstrom-
Ionenimplantationsanlage mit Argon- oder Stickstoffionen
beschossen:
Implantationsparameter für Argon:
Schichtdicke 0,43 µm:
Implantationsenergie: 150 keV
Dosis: 3×10¹⁵/cm²
Implantationsenergie: 400 keV
Dosis: 1×10¹⁶/cm²
Schichtdicke 0,43 µm:
Implantationsenergie: 150 keV
Dosis: 3×10¹⁵/cm²
Implantationsenergie: 400 keV
Dosis: 1×10¹⁶/cm²
Implantationsparameter für Stickstoff:
Schichtdicke 0,11 µm:
Implantationsenergie: 150 keV
Dosis: 1×10¹⁶/cm²
Schichtdicke 0,43 µm:
Implantationsenergie: 100 keV
Dosis: 1×10¹⁶/cm²
Implantationsenergie: 150 keV
Dosis: 3×10¹⁵/cm²
Implantationsenergie: 150 keV
Dosis: 1×10¹⁶/cm²
Schichtdicke 0,11 µm:
Implantationsenergie: 150 keV
Dosis: 1×10¹⁶/cm²
Schichtdicke 0,43 µm:
Implantationsenergie: 100 keV
Dosis: 1×10¹⁶/cm²
Implantationsenergie: 150 keV
Dosis: 3×10¹⁵/cm²
Implantationsenergie: 150 keV
Dosis: 1×10¹⁶/cm²
Anstelle von Argon- oder Stickstoffionen können z.B. auch
Silicium- oder Wasserstoffionen in die Chalkogenid-Schich
ten implantiert werden. Die Implantationsparameter sind im
Rahmen des vorliegenden Verfahrens vom Fachmann ohne
Schwierigkeiten ermittelbar.
In der nachfolgenden Tabelle sind die Werte für den Rei
bungskoeffizienten μ und die Werte für den Kontaktwider
stand R K vor und nach einer Ionenimplantion für unter
schiedliche Chalkogenid-Schichten angegeben.
Die Werte für den jeweiligen Kontaktwiderstand wurden
mittels einer Gegenelektrode aus Gold gemessen.
Claims (25)
1. Kontaktwerkstoff auf Basis von Übergangsmetallen der
Gruppen IVa bis VIa des Periodischen Systems der Elemente
(PSE)
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontaktwerkstoff durch eine Schicht aus Chalkogeni
den der Übergangsmetalle gebildet ist, deren Struktur
durch Teilchenbeschuß modifiziert ist.
2. Kontaktwerkstoff nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Chalkogenide aus den Chalkogenen Schwefel, Selen
und/oder Tellur gebildet sind.
3. Kontaktwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontaktwerkstoff aus Chalkogeniden der Übergangs
metalle Titan, Zirkon, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal,
Chrom, Molybdän und/oder Wolfram gebildet ist.
4. Kontaktwerkstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1
bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Chalkogenid-Schicht Ionen einer Implantations
energie im Bereich von 0,5 keV bis 400 keV und einer Dosis
im Bereich von 1015/cm2 bis n × 1018/cm2 implantiert sind.
5. Kontaktwerkstoff nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Chalkogenid-Schicht Ionen einer Implantations
energie im Bereich von 3 × 1015/cm2 bis 1016/cm2
implantiert sind.
6. Kontaktwerkstoff nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß Inertgasionen, vorzugsweise Stickstoffionen, in die
Chalkogenid-Schicht implantiert sind.
7. Kontaktwerkstoff nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß Edelgasionen, vorzugsweise Argonionen, in die Chalko
genid-Schicht implantiert sind.
8. Kontaktwerkstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1
bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Chalkogenid-Schicht eine Dicke im Bereich von ei
ner Monolage bis 10 µm hat.
9. Kontaktwerkstoff nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Chalkogenid-Schicht eine Dicke im Bereich von 0,1
bis 10 µm, vorzugsweise 0,1 bis 2 µm, hat.
10. Verfahren zur Herstellung eines Kontaktwerkstoffes auf
Basis von Übergangsmetallen der Gruppen IVa bis VIa des
Periodischen Systems der Elemente (PSE), insbesondere nach
den Ansprüchen 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Übergangsmetalle in Form ihrer Chalkogenide als
Schicht mittels Chemical oder Physical Vapour Deposition
auf einem Substrat abgeschieden werden und die Struktur
der erhaltenen Schicht durch Teilchenbeschuß modifiziert
wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Teilchenbeschuß während des Aufbringens der
Schicht durchgeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Teilchenbeschuß nach Aufbringen der Schicht
durchgeführt wird.
13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche
10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schicht durch Kathodenzerstäubung hergestellt
wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kathodenzerstäubungsprozeß Magnetfeld-unterstützt
durchgeführt wird.
15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche
10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Chalkogenide aus den Chalkogenen Schwefel, Selen
und/oder Tellur gebildet werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß Chalkogenide der Übergangsmetalle Titan, Zirkon,
Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän und/oder
Wolfram gebildet werden.
17. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche
10 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß Ionen einer Implantationsenergie im Bereich von 0,5
bis 400 keV und einer Dosis im Bereich von
1015/cm2 bis n × 1018/cm2 in die Chalkogenid-Schicht
implantiert werden.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß Ionen einer Dosis im Bereich von 3 × 1015/cm2 bis
1016/cm2 in die Chalkogenid-Schicht implantiert werden.
19. Verfahren nach den Ansprüchen 11 und 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß Ionen einer Implantationsenergie im Bereich von 0,5
bis 100 keV in die Chalkogenid-Schicht implantiert werden.
20. Verfahren nach den Ansprüchen 12 und 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß Ionen einer Implantationsenergie im Bereich von 50 keV
bis 400 keV in die Chalkogenid-Schicht implantiert werden.
21. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche
17 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß Inertgasionen, vorzugsweise Stickstoffionen, in die
Chalkogenid-Schicht implantiert werden.
22. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche
17 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß Edelgasionen, vorzugsweise Argonionen, in die
Chalkogenid-Schicht implantiert werden.
23. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche
10 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Chalkogenid-Schicht mit einer Dicke im Bereich
einer Monolage bis 10 µm abgeschieden wird.
24. Verfahren nach den Anspüchen 11 und 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Chalkogenid-Schicht mit einer Dicke im Bereich von
0,1 bis 10 µm abgeschieden wird.
25. Verfahren nach den Ansprüchen 12 und 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Chalkogenid-Schicht mit einer Dicke im Bereich von
einer Monolage bis 2 µm abgeschieden wird.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3802869A DE3802869A1 (de) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | Kontaktwerkstoff auf basis von uebergangsmetallen |
| AT89200156T ATE108282T1 (de) | 1988-02-01 | 1989-01-25 | Kontaktwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung. |
| DE58907989T DE58907989D1 (de) | 1988-02-01 | 1989-01-25 | Kontaktwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung. |
| EP89200156A EP0327157B1 (de) | 1988-02-01 | 1989-01-25 | Kontaktwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP1019935A JPH01232614A (ja) | 1988-02-01 | 1989-01-31 | 接点材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3802869A DE3802869A1 (de) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | Kontaktwerkstoff auf basis von uebergangsmetallen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3802869A1 true DE3802869A1 (de) | 1989-08-10 |
| DE3802869C2 DE3802869C2 (de) | 1991-02-14 |
Family
ID=6346371
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3802869A Granted DE3802869A1 (de) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | Kontaktwerkstoff auf basis von uebergangsmetallen |
| DE58907989T Expired - Fee Related DE58907989D1 (de) | 1988-02-01 | 1989-01-25 | Kontaktwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung. |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE58907989T Expired - Fee Related DE58907989D1 (de) | 1988-02-01 | 1989-01-25 | Kontaktwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0327157B1 (de) |
| JP (1) | JPH01232614A (de) |
| AT (1) | ATE108282T1 (de) |
| DE (2) | DE3802869A1 (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2459303C1 (ru) * | 2011-02-03 | 2012-08-20 | Открытое акционерное общество "Рязанский завод металлокерамических приборов" (ОАО "РЗМКП") | Способ изготовления магнитоуправляемого герметизированного контакта |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3482202A (en) * | 1967-03-15 | 1969-12-02 | Westinghouse Electric Corp | Electrical apparatus and self-lubricating contact |
| NL7905720A (nl) * | 1979-07-24 | 1981-01-27 | Hazemeijer Bv | Werkwijze voor het verbeteren van schakelkontakten, in het bijzonder voor vakuumschakelaars. |
| JPS58501434A (ja) * | 1981-09-11 | 1983-08-25 | ウエスタ−ン エレクトリツク カムパニ−，インコ−ポレ−テツド | 電気接点を含む装置 |
-
1988
- 1988-02-01 DE DE3802869A patent/DE3802869A1/de active Granted
-
1989
- 1989-01-25 DE DE58907989T patent/DE58907989D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-01-25 EP EP89200156A patent/EP0327157B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-01-25 AT AT89200156T patent/ATE108282T1/de active
- 1989-01-31 JP JP1019935A patent/JPH01232614A/ja active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Hollemann-Wiberg "Lehrbuch der anorgansischen Chemie" 91.-100. Auflage, Walter de Gruyter, Berlin-New York 1985, S. 449 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE58907989D1 (de) | 1994-08-11 |
| EP0327157B1 (de) | 1994-07-06 |
| ATE108282T1 (de) | 1994-07-15 |
| EP0327157A2 (de) | 1989-08-09 |
| DE3802869C2 (de) | 1991-02-14 |
| EP0327157A3 (en) | 1990-12-05 |
| JPH01232614A (ja) | 1989-09-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2252343C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von künstlichen Diamanten | |
| DE3786779T2 (de) | Mit einem keramischen Träger versehene, nicht verdampfbare Gettervorrichtung und Herstellungsverfahren derselben. | |
| DE3028115C2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Vakuumschalter-Kontaktstückes | |
| DE69224956T2 (de) | Film aus "cluster"-artigem Kohlenstoff mit einer elektrischen Leitfähigkeit und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE3811907C1 (de) | ||
| DE2924238A1 (de) | Elektrisches kontaktmaterial und verfahren zu seiner herstellung | |
| DE4007243A1 (de) | Schicht aus weichmagnetischer legierung | |
| CH637167A5 (de) | Amorphe, tantal enthaltende metallschicht und verfahren zu ihrer herstellung. | |
| DE3586404T2 (de) | Magnetischer duenner film. | |
| DE3731127C2 (de) | ||
| DE69805126T2 (de) | Dünnschichtmagnetkopf | |
| DE2038929B2 (de) | Kontakt für eine Schaltvorrichtung der Nachrichtentechnik | |
| DE2904653A1 (de) | Oxidbeschichtete kathoden fuer elektronenroehren | |
| DE3802869A1 (de) | Kontaktwerkstoff auf basis von uebergangsmetallen | |
| DE69520762T2 (de) | Kontaktmaterial für Vakuumschalter und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE19605097A1 (de) | Eingekapseltes Kontaktmaterial und Herstellungsverfahren für dieses und Herstellungsverfahren und Verwendungsverfahren für einen eingekapselten Kontakt | |
| DE2920954A1 (de) | Elektroden zur verwendung in elektrolytischen verfahren | |
| DE1275221B (de) | Verfahren zur Herstellung eines einen Tunneleffekt aufweisenden elektronischen Festkoerperbauelementes | |
| DE3205919C1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Festelektrolytschichten fuer galvanische Zellen | |
| WO2019223959A1 (de) | Magnetronsputtervorrichtung | |
| DE69420925T2 (de) | Herstellungsverfahren für diamantähnlichen Kohlenstoffilm und Bandantriebsgerät | |
| DE2803999A1 (de) | Piezoelektrischer kristalliner film | |
| EP0318998B1 (de) | Verfahren zur Herstellung wärmestabiler Schichten mit hochharten und/oder reibarmen Eigenschaften | |
| DE60024445T2 (de) | Verfahren zur Härtung von Oberflächen eines Substrats | |
| EP3022336B1 (de) | Verfahren zur herstellung magnetischer funktionsschichten |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |