Способ нанесения токопроводящей пленки Советский патент 1992 года по МПК H05B3/16 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к получению токо- проводящих пленок для электрических нагревателей, используемых в микроэлектронике.

Известен способ нанесения пленок на основе двуокиси олова на стеклянное основание, при котором за один технологический процесс за требуемое время, в зависимости от требуемой толщины, наносят пленку аэрозольным методом, заключающимся в подаче парогазовой фазы основного реагента на нагретое изоляционное основание.

Известен также способ нанесения токопроводяшей пленки на основе двуокиси олова на нагретое вращающееся основание электронагревателя, выполненное в виде тела вращения с переменным сечением, согласно которому нанесение пленки ведут по меньшей мере

в два цикла при 580-600°С. В первом цикле пульверизацией наносят пленку на участки основания меньшего сечения в течение 2-10 с на каждый, а во втором - на участки большего сечения в течение 0, на каждый. Основание при нанесении пленки вращается вокруг оси вращения.

Указанный способ нанесения пленки представляется достаточно трудоемким, так как пленка наносится последовательно на все участки меньшего сечения, а затем последовательно на все участки большего сечения. Такой способ не гарантирует получения пленки, однородной по толщине и с заданными параметрами, ибо при поэтапном нанесении пленки на основание в виде тела вращения с переменным сечением разброс по толщине составляет не менее ±10% от заданной толМ

W О

щины. Интерференционная картина на поверхности нагревателя также говорит о неоднородности.

При испытании пленок в качестве нагревателя при приложении напряжения на пленках визуально видны локальные области с повышенной температурой, что в процессе испытания приводит к выгоранию проводящего слоя и нарушению проводимости.

При нанесении пленок методом пульверизации процесс напыления ограничивается несколькими секундами (из-за охлаждения детали в момент пульверизации) и для получения слоев толщиной более 0,3 мкм требуется многократная пульверизация, что приводит, с учетом времени прогрева между циклами, равном 10-20 мин к значительному удлинению процесса.

Кроме того, за счет перепадов температуры в промежутках между напылением возникают включения, которы проникают в состав пленки. Пленки становятся слоистыми jнеоднородными по толщине, ухудшаются их адгезионные и электрофизические параметры.

Цель изобретения - повышение качества пленки и снижение трудоемкости процесса.

Это достигается тем, что на нагретое с обеспечением равномерности температуры по длине, вращающееся вокруг продольной оси основание электронагревателя, выполненное в форме тела вращения с переменным сечением по длине, при заданных температурах и времени, напыляют аэрозольным методом токопроводящую пленку на основе двуокиси олова и одновременно производят дополнительно вращение основания электронагревателя в плоскости, перпендикулярной его продольной оси.

Способ нанесения токопроводящей пленки на основе двуокиси олова осуществляют следующим образом. Предварительно обезжиренное основание электронагревателя закрепляют в приспособлении, позволяющем осуществлять вращение в двух плоскостях (вокруг собственной оси вращения и в плоскости, перпендикулярной ей), помещают в рабочую зону с температурой выдерживают 3 мин до полного равномерного разогрева. В это время в узле испарения в кварцевом баллончике разогревается раствор хлорного олова до 85°С. По истечении 3 мин

включают вращение основания. Скорость вращения основания вокруг оси вращения 0,5 об/Су скорость вращения в горизонтальной плоскости 0,3 об/с. Сжатый воздух через ротаметр подают в испаритель и пары хлорно,го олова через сопла в нижнем основании рабочей ламеры вытесняются в рабочую зону. Начинается процесс напыления. В камере создаются условия облачности. Наличие облачности обеспечивает идентичные условия для всех участков основания в технологи5 ческом процессе. Продолжительность процесса напыления 0 с; при этом полученная пленка имеет толщину 0,3 мкм. По окончании процесса прекращают подачу хлорного олова, выключают механизм вращения, систему продувают чистым воздухом 1 мин и при помощи подъемного механизма основание извлекают из рабочей зоны.

Использование способа нанесения

5 пленки испарением подогретого спиртового раствора (аэрозольный метод) в сочетании со сложным вращением в двух плоскостях обеспечивает равномерную доставку реагента каждой точке основания. В камере создаются условия облачности и в процессе нанесения пленки не происходит охлаждения образца, пленка заданной толщины выращивается в едином цикле. Ско рость потока и концентрация паров

5 двуокиси олова в ПГС (парогазовой смеси) с достаточной точностью регулируются с помощью системы параметров. Изменяя параметры технологического процесса, можно задавать ско- - рость роста пленки и ее параметры. Процесс технологичен, легко управляем, поддается автоматизации. Своевременное удаление продуктов реакции (проточная система) позволяет получать чистые слои, исключается возможность загрязнения хлоридами.

0

0

5

Выращенные пленки имеют разброс по толщине ±5%, однородны по стехиометрическому составу, прозрачны, обладают хорошей адгезией, не имеют посторонних включений, имеют одинаковые физико-химические характеристики по всей площади основания. Испытание пленок в качестве нагревателей выявило равномерность их разогрева, быстродействие и их высокую надеж- ность.

5173601

Таким образом,-изобретение позволяет повысить качество пленки, т.е. улучшить ее однородность по площади, адгезию, однородность по химическому составу$снизить трудоемкость за счет проведения процесса нанесения пленки в едином технологическом цикле.

Формула изобретения i Способ нанесения токопроводящей пленки на основе двуокиси олова, при котором начнагретое .с обеспечением равномерности температуры по длине,

0

5

О«

вращающееся вокруг продольной оси основание электронагревателя, выполненное в форме тел вращения с переменным сечением по длине при заданных температурах и времени напыляют аэрозольным методом пленку, о т- личающийся тем, что, с целью повышения качества пленки и снижения трудоемкости процесса, производят дополнительно вращение основания электронагревателя в плоскости, перпендикулярной его продольной оси, одновременно с напылением пленки.

Электротермия, технология нанесения токопроводящей пленки электронагревателя: основание, выполненное в форме тела вращения с переменным сечением по длине, нагревают с обеспечением равномерности температуры по длине, вращают вокруг продольной оси и наносят напылением из парогазовой фазы (аэрозольным методом) пленку. Одновременно с нанесением пленки дополнительно вращают основание в плоскости, перпендикулярной продольной оси основания. Режимы температуры выбраны в диапазоне 00- 650°С. Время определено необходимыми толщиной и скоростью подачи струи. I Ё