Способ получения слоев окиси железа Советский патент 1975 года по МПК B01J17/32 H01L7/36 

Изобретение относится к технологии получения тонких слоев неорганических материалов, а именно ж технологии получения слоев окиси железа, используемых для изготовления полупрозрачных фотошаблонов.

Известен способ получения слоев окиси железа при термическом разложении пентакарбонила железа Fe(CO)5 в атмосфере влажного или сухого кислорода и осаждении слоя на нагретой подложке. Плотные слои с высокой адгезией и механической прочностью получают при температуре подложки выше 150° С. Однако эти слои трудно травятся и практически непригодны для изготовления фотошаблонов. Снижение температуры процесса до 120-,130° С улучшает травимость слоев, но приводит к снижению скорости роста, снижению механической прочности и адгезии слоев. При этих условиях получение слоев с одинаковой растворимостью невоспроизводимо. В слоях возникают механические напряжения, приводящие к их отслаиванию.

Цель изобретения - получение более равномерных по толщине слоев при температуре подложки ниже 120° С. Это достигается тем, что к потоку кислорода добавляют пары перекиси водорода.

Введение паров перекиси водорода в реакционную зону интенсифирует процесс, увеличивает скорость роста и получают слои окиси железа при пониженной температуре без ухудшения адгезии, механической прочности и других свойств образующегося покрытия.

Главное же влияние перекиси водорода заключается в том, что процесс разложения карбонила железа и окисления выделяющегося железа является вследствие наличия в реакционной системе «перекисного кислорода,

более стабильным, лелко контролируемым и управляемым. Этот обеспечивает получение однородных по всей поверхности слоев окиси железа с воспроизводимыми от партии к партии свойствами. Слои окиси железа равномерно, без отслаивания растворяются в разбавленной соляной кислоте прп комнатной температуре. Это обеспечивает высокое качество фотолитографической обработки таких слоев.

Полученные предлагаемым способом на оптическом стекле слои пригодны для изготовления фотошаблонов, прозрачных для видимого и непрозрачных для ультрафиолетового света, используемого для засветки фоторезиста. Такие фотошаблоны удобны в работе, значительно облегчают операции совмещения, а по прочности превышают хромовые фотошаблоны. Измерения электрических характеристик

слоев показывают, что пленки окиси железа

обладают отрицательным зарядом и находят применение в МДП-структурах. Низкая температура процесса осаждения исключает нежелательное изменение в параметрах приборов и существенно упрощает аппаратуру.

Пример 1. В качестве подложки применяют пластины из оптического стекла (К-8 ВТУ № 1ЦЛС-7209001), которые предварительно отмывают в хромовой смеси, кипятят в перекиси водорода, промывают в дистиллировалпой -воде и сушат в вакуумном сушильном щкафу. Слои из окиси железа получают в горизонтальном кварцевом реакторе при следующем режиме.

Температура подложек 100°С. Расход аргона через испаритель с жидким Fe(CO)5 800 мл/мин. Расход кислорода через барботер с перекисью водорода (пергидроль, ЧДА, ГОСТ 10929-64) 16000 мл/мин, время процесса 20 мин. Толщина слоя окиси железа

1000 А. Полученные слои обладают следующими спектральными характеристиками:

Пропускание 40% при А,560 им 1% при К 400 нм (т. е.

в области спектральной чувствительности фоторезиста). Количество проколов IB слое I .

Пример 2. В качестве подложки применяют пластины кремния марки КЭФ-4, 5-1 б. в. (ориентации 100), с подслоем SiO2 толщиной 0,12 мкм. Слои Ре2Оз получают в условиях примера 1, Полученные слои имеют

такие же характеристики, как в примере 1.

Предмет изобретения

Способ получения слоев окиси железа термическим разложением пентакарбонила железа на поверхности нагретой подложки в потоке газа-носителя и кислорода с добавкой пара, отличающийся тем, что, с целью

снижения темоературы подложки ниже 120° С и получения более равномерных по толщине слоев, пригодных для изготовления полупрозрачных фотошаблонов, к потоку кислорода добавляют пары перекиси водорода.