Способ получения тонких пленок нитрида алюминия

 

Изобретение относится к технологии получения пленок нитрида алюминия основанной на методе вакуумного реактивного испарения порошка или керамики нитрида алюминия Целью изобретения является улучшение технологичности способа путем уменьшения температуры образования пленки нитрида алюминия при сохранении ее сплошности. Способ осуществляют следующим образом. В герметичную камеру поМещают тигель с нитридом . алюминия в виде порошка или керамики, над ним устанавливают подложку, камеру вакуумируют до остаточного давления не выше 5-6 10 торр, затем напускают в камеру азот высокой частоты, нагревают подложку-до 150 - 200° С и в процессе образования пленки 300 - 400 А/мин и давление в камере 5х 3 торр. 1 табл.

(19) Я1 (11) (51) 23 С 14 08 союз совктских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ госудАРствкннов пАткнтнок вкдомствО сссР <гос Аткнт сс

1 (21) 4740664/21 (22) Î1.0ВВ9 (46) 30.1293 Бюп. Иа 47-4В{71) Институт высоких температур АН СССР (72) Жиляков ПА; Костановский АВ„ Кириллин Ав. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК

НИТРИДА АЛЮМИНИЯ (57) Изобретение относится к технологии полуения пленок нитрида алюминия основанной на методе вакуумного реактивного испарения порацка или керамики нитрида алюминия. Целью изобретения является улучшение технолопиности способа путем уменьшения температуры образования пленки нитрида алюминия при сохранении ее сплошности

Способ осуществляют следующим образов В герметичную камеру помещают тигель с нитридом алюминия в виде порошка или керамики, над ним устанавливают подложку, камеру вакуумируют до остаточного давления не выше 5-6 ° 10 торр, зае тем напускают в камеру азот высокой частоты, нагревают подложку-до 150 — 200 С и в процессе образования пленки 300 — 400 А/мин и давление в камере 5х10 -1 торр. 1 табл.

1716813

Изобретение относится к технологии получения пленок и может быть использовано в машиностроении, приборостроении, микроэлектронике и других областях народного хозяйства.

Целью изобретения является улучшение технологичности процесса за счет снижения температур образования пленки при сохранении ее сплошности.

Цель достигается тем, что нитрид алюминия в виде порошка или керамики загружают в тигель, расположенный i герметичной камере, над ним устанавливают подложку, камеру откачивают доостаточного давления не выше 5-6х10 Торр и напускают азот высокой чистоты, нагревают подложку до 150-200"С, нагревают тигельиспаритель, а в процессеобразования пленки поддерживают скорость ее роста ЗОО 40(k.

А/мйн и давление в камера 5 ° 10 -1 .10

Торр, Технические характеристики существеннйх отличительных признаков получены из экспериментальных исследований. Проведение эксперимента при откачке в камере до остаточного давления выше 6 10 Торр обеспечивает получение лищь пленки оксинитрида, менее 5х10» Торр — в фазовом составе получаемой планки нитрида.алюминия изменений не обнаруживается.

Напуак в камеру азота высокой чистоты и выбор области давлений показывает, что при давлении азота выше 1х10 Торр в получаемой пленке фазовых и структурных изменений не отмечается и дальнейшее увеличение давления азота является нецелесообразным. При давлении азота менее

5 10 Торр на подложке образуется пленка с избытком алюминия.

Температура подложки выбрана в области 150-200 С, так как при температуре нмже 180ОС ухудшается адгезия и прочность пленки на подложке и реальное использование пленки представляется затруднительным Выше 2ООоС адгезия пленки удовлетворительная и ее величина с температурой практически не изменяется.

Что касается скорости образования пленки нитрида алюминия, то при скорости выше, чем 400 А/мин, на подложке образуется пленка с избытком алюминия. При скорости образования пленки менее 300

А/мин уменьшается производительность способа.

Пример. В рабочей камере универсального вакуумного поста BYll-4 закрепляют подложку, например из кварцевого стекла, е виде диска диаметром 18. мм в нагревателе-держателе, который установлен над тиглем-испарителем. При этом расстоя ние между подложкой и тиглем-испарителем составляет около 6 см (выбирается из конструктивных .особенно10 стей). В тигель-испаритель загружают поро.: шок нитрида алюминия. Рабочую камеру

": откачивают до остаточного давления 5-6 х х10 Торр и через натекатель напускают азот высокой чистоты(99,999ф). После этого

15 нагревают подложку до 150-200 С и тигельиспаритель с порошком нитрида алюминия до такой температуры (выбирается специальными тарировочными экспериментами), при которой скорость образования пленки

20 нитрида алюминия на подложке:составит

300-400 A/ìèí. Последнее определяется путем измерения времени и толщины пленки методом лазерной инерферометрии в эксперименте. При этом рабочее давление азо- .

25 та в камере поддерживают в области 5 .10 -1 10»З Торр, Результаты ряда экспериментов с варьированием параметров приведены в таблице с.остаточным вакуумом Sx х10 Торр..

30 Пленка оксинитрида образуется при следующих условиях: остаточное давление в камере при откачке 1 10 Торр, температура подложки 150 С, скорость роста пленки 300 А/мин, давление в камере (азота)

35 5х 10-4 Торр

Реализация способа в указанной последовательности.и с использованием всей со вокупности признаков заявляемого технического решения позволяет получать

40 сплошные тонкие пленки нитрида алюминия при температуре подложки всего 150200 С, Это позволяет расширить число используемых материалов для йодложек как с точки зрения температурной устойчиво"5 сти, так и самого класса материалов. Кроме того, низкая температура образования пленки нитрида алюминия обеспечивает получение бездефектных (по механической прочности) пленок вследствие снижения

50 термонапряжений, Ф (56) Wolf $.Z. anong and allgem Chem, 1914, B.B.7. S.120.

Rutz R.F. АррИеб Physics Letters, v. 28, N

55 7, р. 379. 1976;

1716813

Формула изобретения .. образования пленки. при сохранении ее сплошности, перед напуском азота произСПОСОб ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКИХ- ИЛЕ- б -вод откажу р боче о Фема до давле

НЩ НйТРИДД ДЛДМИНИЯ включа ниЯ не выще (5 - Q 10 ТоРР, а нагРев подложек производят до 150 - 200 С, приТ загрузку в испаритель порошка или кера-. чем скорость роста пленки нитрида,влюми1 мики нитрида алюминия, откачку рабочеЮ . д ;г и . ния поддерживают в пределах ьбъема,. Нагрев подложек. напуск азота и 10, А/мин, а давление в рабочем обьеме до ° нагрев испарителя. отличающийся "тем; . что, с целью- улучшения технологичностй,10 1 10 процесса за счет снижения температуры

Составитель 8; Милославская

Редактор Т. Лошкарева Техред М. Моргентал . Корректор М. Куль

Тираж Подписное .НПО "Поиск" Ро патейта

113035, Москва.:Ж-Зб. Раушская наб., 4/б .

Заказ 3472

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101