CS248976B1 - Method of tungsten thin layers formation on solid substrate - Google Patents
Method of tungsten thin layers formation on solid substrate Download PDFInfo
- Publication number
- CS248976B1 CS248976B1 CS303484A CS303484A CS248976B1 CS 248976 B1 CS248976 B1 CS 248976B1 CS 303484 A CS303484 A CS 303484A CS 303484 A CS303484 A CS 303484A CS 248976 B1 CS248976 B1 CS 248976B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- tungsten
- solid substrate
- plasma
- hexacarbonyl
- layers
- Prior art date
Links
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Riešenie určuje sposob vytvárania tenkých vrstiev volfrámu na pevnom substráte vo vákuu v plazme. Volfrám sa na povrch pevného substrátu nanáša z plazmy, do ktorej sa dostává sublimáciou hexakarbonylu volfrámu a jeho následným štiepením.The solution determines how thin it is created of tungsten layers on a solid substrate plasma vacuum. Tungsten on the surface of the solid of the substrate is applied from the plasma into which it is \ t is obtained by sublimation of tungsten hexacarbonyl and its subsequent cleavage.
Description
Vynález sa týká sposobu vytvárania tenkej vrstvy volfrému na pevnom substráte.The invention relates to a method of forming a thin film of tungsten on a solid substrate.
V súčasnosti existuje celý rad metod přípravy vrstlev volfrámu na povrchu pevnej látky. Medzi najvýznamnejšie z týchto metod patria metody vakuového naparovania volfrámu, ktorý je priamo odpařovaný například elektronovým lúčom, ďalej sú to chemické metody a metody CVD.Currently, there are a number of methods of preparing tungsten layers on the solid surface. The most important of these methods are methods of vacuum vapor deposition of tungsten, which is directly vaporized, for example by electron beam, chemical methods and CVD methods.
Doposial' používané metody založené na priamom odpařovaní volfrámu elektronovým lúčom vo vakuu sú energeticky náročné a spojené s ťažkosťami, ktoré spósobuje vysoká teplota odparovania volfrámu a jeho nízká odparovacia rýchlosť. Ako nevýhody chemických postupov možno uviesť poměrně nevyhovujúcu čistotu vrstiev volfrámu z dovodov 1’ahkej oxidácie volfrámu a v mnohých prípadoch tiež obsah chemicky agresívnych látok vo vrstvě. Ako příklad možno uviesť přítomnost' Fa a HF vo vrstvách volfrámu pri ich príprave metodou CVD z WFe. Nevýhody doposial' používaných postupov přípravy volfrámových vrstiev na základe termického rozkladu hexakarbonylu volfrámu spočívajú hlavně v ich nevyhovujúcej čistotě, zapríčinenej vysokým tlakom Ar (rádovo 105 Pa) v reakčnej komoře a vysoký obsah uhlíka a jeho oxidov vo vrstvě v dosledku termického rozkladu hexakarbonylu volfrámu priamo na povrchu substrátu pri vysokom tlaku.The methods used so far based on direct evaporation of tungsten by electron beam under vacuum are energy intensive and associated with difficulties caused by the high evaporation temperature of tungsten and its low evaporation rate. The disadvantages of chemical processes include the relatively unsatisfactory purity of the tungsten layers due to the light oxidation of the tungsten and in many cases also the content of chemically aggressive substances in the layer. By way of example, the presence of Fa and HF in the tungsten layers during their preparation by the CVD method of WFe. The disadvantages of the tungsten layers used hitherto on the basis of the thermal decomposition of tungsten hexacarbonyl are mainly due to their unsatisfactory purity, due to the high pressure Ar (of the order of 10 5 Pa) in the reaction chamber and high content of carbon and its oxides in the layer. on the substrate surface at high pressure.
Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje spošob vytvárania tenkých vrstiev volfrámu na pevnom substráte, podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že na pevný substrát, ohriatý na teplotu vyššiu ako 170 °C, sa posobí vo vákuovej komoře pri tlaku v rozsahu 10'3 Pa až 102 Pa plazmou, ktorá pozostáva z inertného plynu (zvyčajne Ar], a pár hexakarbonylu volfrámu, ktoré sa štlepia na povrchu pevného substrátu a v plazme na volfrám v stave zrodu a molekuly CO.The above drawbacks are eliminated by a method of forming thin films of tungsten on a solid substrate, according to the invention, which is characterized in that the solid substrate, heated to a temperature above 170 DEG C., is treated in a vacuum chamber at a pressure of 10 -3 Pa to 10 2 Pa is a plasma consisting of an inert gas (usually Ar 1) and a tungsten hexacarbonyl pair that sticks on the surface of a solid substrate and in the tungsten plasma at birth and CO.
Dalej je podlá vynálezu účelné, aby plazma, v ktorej je sublimujúci hexakarbonyl volfrámu štiepený, bola stimulovaná tokom elektrónov emitovaných katodou v smere k anóde a magnetickým polom v tomto smere.It is furthermore advantageous according to the invention that the plasma in which the sublimating tungsten hexacarbonyl is cleaved is stimulated by the electron flux emitted by the cathode towards the anode and by the magnetic fields in that direction.
Výhody sposobu vytvárania tenkých vrstiev volfrámu na pevnom substráte, vo vakuových podmienkách v plazme štiepením hexakarbonylu volfrámu, spočívajú v tom, že u takto vytváraných vrstiev volfrámu možno dosiahnúť ich vysokú čistotu s možnosťou dosiahnutia vysokej rýchlosti rastu vrstvy, pričom možno regulovat' strukturu vrstiev a vel'kosť zrn pomocou elektrických parametrov nanášania, pričom daný sposob je možno realizovat' pri teplotách pevného substrátu už od 170 °C, čo v případe váčšiny pevných substrátov je teplota nižšia ako teplota leh štruktúrnych zmien, připadne teplota nižšia ako teplota ich poškodenia. Ďalšou výhodou daného sposobu nanášania ten4 kých vrstiev volfrámu na pevný substrát je to, že produkty rozkladu hexakarbonylu volfrámu, volfrám a molekuly CO, nesposobuju korozně poškodenie substrátu a vákuového zariadenia.The advantages of tungsten thin film formation on a solid substrate, under vacuum conditions in plasma by cleavage of tungsten hexacarbonyl, are that the tungsten layers thus formed can be achieved with high purity, with the possibility of achieving a high layer growth rate and controlling the layer structure and size. The grain of the grains by means of electrical deposition parameters, the process can be carried out at solid substrate temperatures as low as 170 ° C, which in the case of most solid substrates is lower than the temperature of the light structural changes or lower than the damage temperature. A further advantage of the method of applying tungsten thin layers to a solid substrate is that the decomposition products of tungsten hexacarbonyl, tungsten, and the CO molecule do not cause corrosion damage to the substrate and the vacuum device.
Podstata předloženého vynálezu je bližšie objasněná pomocou přiloženého výkresu, na ktorom je schematicky znázorněný příklad zariadenia pre realízáciu sposobu. Vákuová komora 1 je čerpaná vakuovým systémom 2 na tlak radovo 10 '1 Pa až 10~5 Pa. Pevný substrát 4, umiestnený na držiaku S, sa ohřeje ohrievačom 5 na teplotu minimálně 170 °C. Do takto pripravenej a naďalej čerpanej vákuovej komory 1 sa napúšťa inertný plyn (zvyčajne Arj ventilom 7 na tlak v rozsahu 10 :i až 102 Pa a působením toku elektrónov od katody 8 k anóde 9 v magnetickom poli vytvorenom prechodom prúdu v děvkách 18 sa v priestore 11 vytvára plazma. Páry hexakarbonylu volfrámu sa od priestoru vákuovej komory 1 dostávajú sublimáciou z odparovača 3, pričom hexakarbonyl volfrámu sublimuje vplyvom ohřevu na teplotu sublimácie, ia to buď prenosom tepla z ohrievača, alebo tak, že odparovač 3 je připojený na kladný elektrický potenciál voči katóde 8, čím je ohřev hexakarbonylu volfrámu na teplotu sublimácie realizovaný dopadom elektrónov z priestoru plazmy 11. Páry hexakarbonylu volfrámu sa štiepia na volfrám v stave zrodu a CO v priestore plazmy 11 a na povrchu pevného substrátu 4, čím sa na povrchu pevného substrátu 4 vytvára vrstva volfrámu. Rýchlosť rastu vrstvy volfrámu je závislá na rýchlosti sublimácie hexakarbonylu volfrámu, na intenzitě magnetického poía v priestore 11 a na velkosti elektrických potenciálov na elektrodách 8, 9, na potenciáli odparovača 3 a na teplote substrátu 4. V případe, ak je u takto připravovaných vrstiev volfrámu kladený doraz na ich maximálnu električku vodivost, je účelné ich žíhanie pomocou ohrievača 5 pri teplotách 850 °C až 950 °C po dobu minimálně jednej hodiny.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in more detail with the aid of the accompanying drawing, in which an example of a process for the treatment of a process is shown schematically. The vacuum chamber 1 is pumped by the vacuum system 2 to a pressure of the order of 10 < -1 > Pa to 10 -5 Pa. The solid substrate 4 placed on the holder S is heated with a heater 5 to a temperature of at least 170 ° C. An inert gas (usually Arj through a valve 7 at a pressure in the range of 10 : 1 to 10 2 Pa) is introduced into the thus prepared and still pumped vacuum chamber 1 and by the electron flow from the cathode 8 to the anode 9 in the magnetic field created by The tungsten hexacarbonyl vapor is released from the vacuum chamber 1 by sublimation from the vaporizer 3, wherein the tungsten hexacarbonyl sublimates by heating to the sublimation temperature, either by transferring heat from the heater or by connecting the vaporizer 3 to a positive electrical potential. against cathode 8, whereby the heating of tungsten hexacarbonyl to the sublimation temperature is effected by electron impact from the plasma space 11. Tungsten hexacarbonyl vapors cleave into the tungsten at birth and CO in the plasma space 11 and on the surface of the solid substrate 4, thereby on the surface of the solid substrate 4 The rate of growth of the tungsten layer is dependent on the rate of growth tungsten hexacarbonyl sublimation, the magnetic field strength in space 11 and the electrical potentials at the electrodes 8, 9, the vaporizer potential 3, and the substrate temperature 4. In the case of the tungsten layers thus prepared, a stop is placed on their maximum conductivity , it is expedient to anneal them with a heater 5 at a temperature of 850 ° C to 950 ° C for at least one hour.
Uvedený spósob bol overený pri nanášení vrstiev volfrámu na substrátoch z rýchlorezných oceli, zliatin hliníka a na křemíkových substrátoch. Hexakarbonyl volfrámu sublimoval do priestoru plazmy vytvorenej z Ar, odporovým ohrevom pri tlaku vo vákuovej komoře 10 1 Pa. Substráty boli ohriaté na teplotu 200 °C. Pri týchto procesech, ktoré trvali 20 minut na povrchu pevných substrátov, vznikali vrstvy volfrámu o hrůbkách 0,7 (um.This method has been verified in the deposition of tungsten layers on high-speed steel substrates, aluminum alloys, and silicon substrates. Tungsten hexacarbonyl sublimated into the plasma space formed from Ar by resistive heating at a pressure in a vacuum chamber of 10 1 Pa. The substrates were heated to 200 ° C. These processes, which lasted 20 minutes on the surface of solid substrates, resulted in layers of tungsten having a depth of 0.7 ( µm).
Vrstvy volfrámu, připravené podlá vynálezu, možno využiť ako vysoko přilnavé medzivrstvy nanášané na pevný substrát a tvoriace podklad pre funkčně tvrdé a oteruvzdorné vrstvy, například TiN, TijCN], TiC a ako náhradu vrstiev hliníka v aplikáciách pri výrobě mikroelektroniky.The tungsten layers prepared according to the invention can be used as high-adhesion interlayers applied to a solid substrate and forming a substrate for functionally hard and abrasion-resistant layers, for example TiN, TiCl 3, TiC, and as a substitute for aluminum layers in microelectronics applications.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS303484A CS248976B1 (en) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | Method of tungsten thin layers formation on solid substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS303484A CS248976B1 (en) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | Method of tungsten thin layers formation on solid substrate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS248976B1 true CS248976B1 (en) | 1987-03-12 |
Family
ID=5369228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS303484A CS248976B1 (en) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | Method of tungsten thin layers formation on solid substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS248976B1 (en) |
-
1984
- 1984-04-24 CS CS303484A patent/CS248976B1/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4412899A (en) | Cubic boron nitride preparation utilizing nitrogen gas | |
US4655893A (en) | Cubic boron nitride preparation utilizing a boron and nitrogen bearing gas | |
US4948629A (en) | Deposition of diamond films | |
JPH026830B2 (en) | ||
US4714625A (en) | Deposition of films of cubic boron nitride and nitrides of other group III elements | |
US4415420A (en) | Cubic boron nitride preparation | |
JP3929397B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing organic EL element | |
US5358754A (en) | Method for forming diamond films by vapor phase synthesis | |
US5495550A (en) | Graphite flash evaporator having at least one intermediate layer and a pyrolytic boron nitride coating | |
CS248976B1 (en) | Method of tungsten thin layers formation on solid substrate | |
Messelhäuser et al. | Laser induced CVD of gold using new precursors | |
KR930010711B1 (en) | Thin Film Formation Method | |
JP4234681B2 (en) | Resistance heating boat manufacturing method | |
US5521001A (en) | Carbide formed on a carbon substrate | |
JPH03146489A (en) | Coated filament for use in composite material | |
CS252859B1 (en) | Method of tungsten thin layers formation on conductive substrate | |
JP3465848B2 (en) | Production method of thin film using organometallic complex | |
JPH0342677Y2 (en) | ||
JPS61201693A (en) | Production of diamond | |
RU2164549C2 (en) | Method for evaporation and condensation of current conductive materials | |
JPH08193262A (en) | Alumina film formation method | |
JPH046790B2 (en) | ||
JP2005307354A (en) | Method and device for producing organic el element | |
JP3418795B2 (en) | Metal composition for melt evaporation and method for melt evaporation of metal | |
JPH0784644B2 (en) | Method and apparatus for forming cubic boron nitride |