Способ получения покрытий

Авторы патента:

H01L21/285 - из газа или пара, например способом конденсации

1. Способ получения покрытий, включающий испарение материала, формирование направленного к подложке потока осаждаемого материала и осаждение его на подложке, отличающийся тем, что, с целью повышения адгезии, на осажденное покрытие воздействуют импульсным магнитным полем непосредственно или через промежуточную среду, обладающую высокой электропроводностью.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на осажденное покрытие воздействуют импульсным магнитным полем амплитудой 20-28 кЭ и длительностью 120-130 мкс. Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано для напыления пленок различных материалов. Известен способ получения тонкопленочных покрытий [1] заключающийся в испарении материала, формировании направленного к подложке потока напыляемого материала и осаждения покрытия на подложке. Недостатком этого способа является невысокое качество получаемых покрытий из-за низкой адгезии покрытий к подложке. Известен способ получения покрытий, включающий бомбардировку осаждаемого материала ионами плазмы газового разряда, формирование направленного к подложке потока напыляемого материала и осаждение покрытия на подложке [2] Недостатком способа в ряде случаев также является невысокое качество получаемых покрытий из-за неудовлетворительной адгезии к подложке. Цель изобретения получение высококачественных покрытий за счет повышения адгезии. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения покрытий, включающем испарение материала, формирование направленного к подложке потока осаждаемого материала и осаждение его на подложку, на осажденное покрытие воздействуют импульсным магнитным полем непосредственно или через промежуточную среду, обладающую высокой электропроводностью, причем на осажденное покрытие воздействуют импульсным магнитным полем амплитудой 20-28 кЭ и длительностью 120-130 мкс. Изобретение представлено на чертеже. Способ осуществляется следующим образом. Произвольным способом испаряют наносимый материал 1 и формируют поток напыляемого материала, направленный к подложке 2, на которой охлаждают покрытие 3. При помощи источника питания 5 подают на индуктор 4, выполненный в виде спирали Архимеда, импульсное напряжение. Под действием импульса тока, протекающего по виткам индуктора 4, вокруг него образуется мощное импульсное магнитное поле. Под действием импульсного магнитного поля в покрытии 3, размещаемом около индуктора 4, возникают вихревые токи, которые, в свою очередь, создают свое магнитное поле. Результатом взаимодействия магнитного поля индуктора 4 и магнитного поля вихревых токов являются импульсные электромагнитные силы, вдавливающие покрытие 3 в подложку 2. Под действием импульса давления увеличиваются силы сцепления между покрытием 3 и подложкой 2, т.е. увеличивается адгезия получаемых покрытий. Кроме того, возникающие в покрытии вихревые токи являются источником интенсивного тепла, которое улучшает структурные и электрофизические свойства получаемых покрытий. Процесс воздействия импульсным магнитным полем на покрытие может осуществляться как в вакууме, так и после выгрузки подложек с покрытием из вакуумной системы, причем подложка, на которой осаждают покрытие по предлагаемому способу, может иметь любую электропроводность. Для получения достаточно толстых покрытий процесс нанесения покрытий и последующее воздействие на покрытие импульсным магнитным полем повторяют многократно. Другое отличие предлагаемого способа заключается в том, что на осажденное покрытие воздействуют импульсным магнитным полем через промежуточную среду в случае осаждения материала с низкой электропроводностью. При осаждении материала с относительно высоким удельным сопротивлением и воздействии на покрытие импульса магнитного поля возникающие в покрытии вихревые токи незначительны по величине. Поэтому индуцированное ими магнитное поле тоже незначительно, и величина импульса давления оказывается недостаточной, чтобы образовать прочное сцепление покрытия с подложкой. Для того, чтобы усилить импульсное давление на покрытие, сначала воздействуют импульсным магнитным полем на промежуточную среду с высокой проводимостью. Промежуточную среду размешают между покрытием и индуктором. При этом под действием импульсного магнитного поля в промежуточной среде возникает значительный вихревой ток, и при взаимодействии его магнитного поля с магнитным полем индуктора индуцируется импульс давления, который через промежуточную среду воздействует на покрытие, увеличивая его адгезию. Для исследования адгезии получаемых покрытий на кремниевые пластины с окисленной поверхностью сначала были нанесены с помощью плазменного ускорителя пленки молибдена толщиной приблизительно 1 мкм, а затем термическим испарением пленки алюминия толщиной приблизительно 2 мкм. После этого фотолитографическим методом создавались площадки определенного размера, к которым при помощи термокомпрессионной сварки присоединялись проволочные выводы, служащие для создания тянущего усилия. Оценка адгезии производилась по величине усилия, требующегося для отрыва пленки от поверхности, на которую она нанесена. Эта величина измерялась отградуированным динамометром. Величина усилия на отрыв от поверхности SiO₂ пленок молибдена, не подвергнутых воздействию импульсного магнитного поля, составляла приблизительно 6 г. Величина усилия на отрыв пленок молибдена, подвергнутых воздействию импульсного магнитного поля, превышала 8 г. В некоторых случаях происходил обрыв проволочного вывода, с помощью которого производился отрыв пленки. Величина амплитуды импульса магнитного поля (28 кЭ) и его длительность (120 мкс) определялись по осциллограмме тока, снимаемой с датчика Холла, помещенного в зону действия магнитного поля. Выполненные измерения показывают, что адгезия пленок молибдена после воздействия на покрытие импульсного магнитного поля увеличилась не менее чем на 33% Аналогичным образом определялась величина усилия, требующегося для отрыва пленок из алюминия. Эксперименты показали, что при величине амплитуды импульсного магнитного поля 20 кЭ и его длительности 130 мкс величина адгезии пленок из алюминия увеличилась на 25% Таким образом, предложенный способ получения покрытий обладает следующими преимуществами: 1. Позволяет получать высококачественные покрытия с высокой адгезией. При воздействии на молибденовое покрытие импульсного магнитного поля величина адгезии повысилась на 33% на алюминиевое 25% 2. Способ обладает большой гибкостью, благодаря чему можно в широких пределах менять структурные и электрофизические свойства получаемых покрытий. 3. Способ позволяет получать достаточно толстые покрытия. 4. Применение предложенного изобретения в микроэлектронике для создания металлизации М-Д-М, М-Д-П структур повысит процент выхода годных изделий. 5. Способ может быть применен в других областях техники, например, в машиностроении, приборостроении, химии и т.д. где требуется получение высококачественных износостойких и антикоррозийных покрытий с высокой адгезией.

Формула изобретения

РИСУНКИ

Рисунок 1

Способ получения покрытия ^ // 317131

Способ перемешивания квантовых ям в структуре полупроводникового устройства и структура полупроводникового устройства, изготовленная с использованием данного способа // 2324999

Изобретение относится к технологии изготовления световых устройств, имеющих структуры с квантовыми ямами, и к процессам перемешивания квантовых ям, используемым для регулируемого изменения запрещенной зоны в квантовой яме в предварительно определенных областях структуры

Способ изготовления тонкопленочной металлической структуры вольфрама на кремнии // 2375785

Изобретение относится к полупроводниковой микро- и наноэлектронике и может быть использовано в производстве интегральных схем, при формировании электродов в транзисторах и обкладок конденсаторов, при формировании контактов и проводящих областей на поверхности кремния, в качестве проводящих, термостабильных и барьерных слоев в системах металлизации

Способ создания контактного рисунка из никеля на пластинах кремния // 2411612

Изобретение относится к области изготовления полупроводниковых приборов из кремния, в частности к изготовлению фотопреобразователей

Способ плазменной полимеризации // 2046678

Изобретение относится к технологии нанесения с помощью плазмы полимерных покрытий (тонких пленок) на поверхность предметов различного назначения, изготовленных из различных материалов, и может быть использовано в микроэлектронике для нанесения резистных, пассивирующих и диэлектрических слоев, в медицинской промышленности для нанесения антикоррозионных защитных покрытий на хирургические инструменты и медицинское оборудование, с той же целью в производстве химической посуды, в текстильной промышленности для придания волокнам или готовым тканям гидрофобных свойств путем нанесения на их поверхность тонкого слоя полимера и в других областях

Способ формирования полицидных структур // 1584653

Способ изготовления контактно-барьерной металлизации // 1739801

Парогазовая смесь для осаждения вольфрама на кремний // 1823712

Изобретение относится к электронной технике, к технологии селективного осаждения вольфрама, и может быть использовано в производстве сверхбольших интегральных схем

Способ формирования проводящего элемента нанометрового размера // 2478239

Изобретение относится к области технологии микроэлектроники и наноэлектроники, а именно к технологии формирования упорядоченных наноструктур на поверхности твердого тела, и может быть использовано для создания проводников, длина которых на несколько порядков превышает его диаметр (нанопроволоки)

Способ изготовления контактно-барьерной металлизации // 2550586

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления контактно-барьерной металлизации прибора. Изобретение обеспечивает снижение значений плотности дефектов, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных. Контактно-барьерную металлизацию формируют последовательным нанесением пленки W (15% Ti) толщиной 0,17-0,19 мкм магнетронным распылением сплавной мишени со скоростью 2,5 Å/с и пленки Al (1,5% Si) толщиной 0,35-0,45 мкм с последующим термическим отжигом при температуре 450-480°C в течение 30 мин в азотной среде. 1 табл.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2593414

Изобретение относиться к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления контактов полупроводникового прибора. Изобретение обеспечивает снижение плотности дефектов, повышение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. В способе изготовления полупроводникового прибора формируют контакты на основе GeMoW с легированным слоем германия. Для формирования контактов проводят при давлении 10-5 Па нанесение слоя германия, легированного мышьяком As концентрацией 1019-1020 см-3, толщиной 15 нм методом электронно-лучевого испарения, а затем ВЧ-распылением наносят слой молибдена Мо 15 нм и вольфрама W 300 нм, при плотности ВЧ-мощности 0,7 Вт/см2, давлении Ar 0,8 Па, с последующей термообработкой в форминг-газе при температуре 800°С в течение 7-15 мин. 1 табл.