Электролит вольфрамирования Советский патент 1984 года по МПК C25D3/54 

00

со

00 Изобретение отнсхзится к гальвано технике, в частности к элёктрохимич скому осаждению вольфрама, и может быть испсзльзовано в технологии элек ропитического осаждения вольфрама н кремний для получения СВЧ-диодов на кремнии. Известен раствор для электролити ческого осаждения вольфрама, содерж щий борную кислоту, вольфрамит натрия, серную кислоту и едкий натрий или гидроокись аммония С10. Однако из электролита получают покрытия, содержащие в основнсял оки лы вольфрама. Для получения чистого вольфрама необходимо проводить допо нительное восстановление окислов в атмосфере водорода. Известен электролит для электрол тического осахедения вольфрама из электролита, содержащего вольфрамов кислый натрий, борную кислоту, пере кись водорода и сернокислый аммоний С23. Однако известный электролит такж не позволяет получать покрытия, пре ставляющие смесь вольфрама с его окисными соединениями. Наиболее близким к предлагаемому является раствор для электролитического осаждения вольфрама, содержа щий трехокись вольфрама, фторид , гидроокись Натрия СЗ. Однако данный электролит также н позволяет получать компактные вольфрамовые покрытия. Цель изобретения - получение ксм пактных осадков. Указанная цель достигается тем, что электролит вольфрамирования, содержащий соединение вольфрама,дополнительно содержит сернокислый натрий, гидроокись аммония и йодит калия, а в качестве соединения вольфрама - вольфрамовокислый аммоний при следующем соотношении компонентов, г/л: Вольфрамовокислый аммоний40-60 Йодистый калий60-80 Сернокислый натрий190-210 Гидроокись аммония, мл/л90-110 Процесс электроосаждения проводят при температуре ЗО-бО С и плотно сти тока 6-10 А/дм. Анодом служит вольфрамовая пластина. -Добавление сернокислого натрия и йодистого калия способствует повышению потенциалавосстановления вольфр МИТ-ИОНОВ в электролите, содержащем гидроокись аммония. При сочетании предлагаемых Компонентов на поверхности электрода происходит образование пленки из продуктов электролиза, которая защищает поверхность электро да от окисления и тормозит реакции разряда, (Способствуя получению KC Iпактного вольфрамового покрытия. Присутствие в электролите катиона аммония способствует активированию поверхности. Введение катионов калия и натрия повышает электропроводность раствора. Приведенный состав электролита является оптимальным. При уменьшении концентрации компонентов электровыделения вольфрама не происходит, а идет выделение оксидов вольфрама. При увеличении концентрации компонентов происходит выделение вольфрама .совместно с оксидами и нарушение компактности покрытия. Электролит готовят следующим образом. Необходимое количетсво йодистого калия растворяют в 200 мл дистиллированной воды. Затем в данном растворе производят анодную обработку вольфрамового электрода при плотности тсжа 25 А/дм в течение 2-4 мин. Далее в полученный раствор постепенно добавляют, размешивая,необходимые компоненты вольфрамовокислого аммония, сернокислого натрия и гидроокись аммония. Приготовленный таким образом раствор доводят до объема 1 л водой, Примеры. В таблице приведены состав электролита и условия проведения процесса по примерам 1-5. Коипактность покрытий на полупроводниковой кремниевой подложке оценивали под микроскопс 1 Reicherd и ММУ-З. Для примеров 1-4 - компактное покрытие, пример 5 - компактность покрытия нарушена. Состав пленок вольфрама определяли электронографическим анализом на электронографе ЭГ-100, а также методсли ИК спектроскопии МНПВО. i Скорость осаждения покрытий по примеру 2 составляет 12 мкм/ч, выход по току 5,4%. Рассеивающая способность, вычисленная по формуле Филда с использованием ячейки Филда, составляет 16,2%. В оптимальном режиме получения покрытий (пример З) пленка содержит 99,67% вольфрама и 0,33% COj и , которые могут быть удалены при необходимости без изменения структуры вольфрама. Отсутствие оксидов и гидроксидов вольфрама также подтверждено данными количественного весового анализа. Таким образом, предлагаемый электролит позволяет получать компактные пленки металлического вольфрама, что одтверждается тем, что этим способом могут быть изготовлены структу мл W-Si (диоды Шотка ) с коэффициентом неидеальности/hwl, что свидетельстует об отсутствии пронежуточнсгс лоя окислов между металлом и Si неметаллического происхождения.

ЙОДИСТЫЙ калий

500 60708090

ЭЛЕКТРОЛИТ ВОЛЬФРАМИРОВАНИЯ, содержащий соединения вольфрама/ отличающийся тем, что, с целью получения компактных осадков, он дсхюлнительно содержит сернокислый натрий, гидроокись аммония и йодит калия, а в качестве соединения вольфрама - вольфрамовокислый аммоний при следующем соотнесении компонентов, г/л: Вольфрамовокисльлй аммоний40-60 Йодистый калий60-80 Сернокислый натрий 190-210 Гидроокись аммония, мл/л90-110 g

Вольфрамовокислый аммоний

Сернокислый натрий

Гидроокись аммония мл

Температура электролита, с

Епотиость тсжа А/дм

Состав осаждаемой пленки

30 40 50 60 70

180 190 200 210 220

80 90 100 110 120

50-60 50-60 50-60 50-60 50-60

6-10 6

10-6-10

Оксиды Воль- Воль- Воль- Вольфрам воль- фрам фрам фрам с оксидами фрама