СОСТАВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ХРОМОВЫХ ПОКРЫТИЙ НА КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИЕ МАТЕРИАЛЫ Российский патент 1996 года по МПК H01L21/288 

Изобретение относится к области электрохимиии, в частности к получению хромовых покрытий на полупроводниковых материалах, в частности на кремнии -n и -p типа и силицидах 3d-переходных металлов.

Существует множество составов для осаждения хромовых покрытий на широкий круг материалов, работающих в различных условиях.

Одной из актуальных задач полупроводникового приборостроения является необходимость создания на поверхности кремния и силицидов металлических пленок хрома для изготовления датчиков излучений на основе пленок силицида хрома, получаемых при вжигании хромового покрытия в подложку кремния, дальнейшего наращивания толстых коммутационных покрытий из хрома или никеля из специализированных электролитов.

В гальванике наиболее распространены электролиты на основе хромового ангидрида и серной кислоты с различными добавками.

Известен электролит хромирования, [1] содержащий хромовый ангидрид, серную кислоту и искусственный технический криолит, а также карбоновую кислоту, выбранную из группы, включающей щавелевую, лимонную, винную кислоты, при следующем соотношении компонентов, г/л:
хромовый ангидрид 150-250
серная кислота 0,5-2,0
искусственный технический криолит (в перерасчете на фтор) 4-9
карбоновая кислота 0,5-2,0
дистилл. вода остальное.

Этот электролит имеет тот недостаток, что не обеспечивает хорошее качество покрытий на силицидсодержащих материалах.

За прототип взят состав, содержащий хромовый ангидрид, серную кислоту, сахарозу и дистиллированную воду, взятые в соотношении, г/л: [2]
хромовый ангидрид 250-300
серная кислота 8-10
сахароза 4-5
дистиллированная вода остальное, используемый для нанесения хромовых покрытий на кремнийсодержащие стали. Авторы опробовали этот состав для получения покрытий на Si и силицидах 3d-переходных металлов. Недостатком данного электролита является то, что он позволяет получать пленки с высоким (10^-4Oм•см²) удельным сопротивлением в области металл-полупроводник, что не пригодно для целей полупроводникового приборостроения.

Задачей изобретения являлась разработка такого состава электролита, который бы обеспечивал электрохимическое нанесение хромовых покрытий с низким удельным сопротивлением границы металл-полупроводник (хром-низкоомный кремний, хром-силициды 3) переходных металлов.

Данная задача решалась тем, что состав для электрохимического нанесения хромовых покрытий на кремнийорганические материалы, включающий хромовый ангидрид, неорганическую кислоту и дистиллированную воду, согласно формуле изобретения в качестве неорганической кислоты содержит плавиковую кислоту при следующем соотношении ингридиентов, г/л:
хромовый ангидрид 1-2
плавиковая кислота 46-91
дистиллированная вода остальное.

Необходимость использования плавиковой кислоты обусловлена тем, что она является хорошим комплексообразователем, что важно при электрохимическом осаждении покрытий из низкоконцентрированных по ионам металла растворов. Кроме того, она позволяет поддерживать поверхность кремния и силицидов в химически активном состоянии и таким образом обеспечивает адгезию металла к подложке.

Соотношение ингридиентов в данном электролите было определено экспериментально. Если концентрация хромого ангидрида и плавиковой кислоты в электролите выше или ниже установленных пределов, то пленки хрома либо не осаждаются, либо являются не кондиционными.

Итак, каждый из признаков необходим, а все они достаточны для решения поставленной задачи.

На момент подачи заявки и знания уровня техники авторам не известна заявленная совокупность признаков, хотя по отдельности используемые нами ингредиенты известны в качестве составных частей, входящих в состав электролитов. Так, например, в состав многих электролитов входит плавиковая кислота, однако, находясь в отличной от заявленной нами совокупности признаков, это приводит к отличному от достигаемого нами эффекту и не может быть использовано для осаждения хромовых покрытий на силициды и кремний.

Использование: в электронике, в составах для электрохимического нанесения хромовых покрытий на кремнийсодержащие материалы. Сущность изобретения: состав для электрохимического нанесения хромовых покрытий на кремнийсодержащие материалы содержит хромовый ангидрид 1-2 г/л, плавиковую кислоту 46-91 г/л и дистиллированную воду до литра.

Состав для электрохимического нанесения хромовых покрытий на кремнийсодержащие материалы, включающий хромовый ангидрид, неорганическую кислоту и дистиллированную воду, отличающийся тем, что в качестве неорганической кислоты состав содержит плавиковую кислоту при следующем соотношении ингредиентов, г/л:
Хромовый ангидрид 1 2
Плавиковая кислота 46 91
Дистиллированная вода Остальное до 1 л