DE1521595A1 - Process for making insulating or protective films - Google Patents

Process for making insulating or protective films

Info

Publication number
DE1521595A1
DE1521595A1 DE19651521595 DE1521595A DE1521595A1 DE 1521595 A1 DE1521595 A1 DE 1521595A1 DE 19651521595 DE19651521595 DE 19651521595 DE 1521595 A DE1521595 A DE 1521595A DE 1521595 A1 DE1521595 A1 DE 1521595A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
plasma
cathode
voltage
radio frequency
ions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19651521595
Other languages
German (de)
Inventor
Ligenza Joseph Raymond
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Western Electric Co Inc filed Critical Western Electric Co Inc
Publication of DE1521595A1 publication Critical patent/DE1521595A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/02258—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by anodic treatment, e.g. anodic oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
    • C23C14/30—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation by electron bombardment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32357—Generation remote from the workpiece, e.g. down-stream
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02164—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon oxide, e.g. SiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02178—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing aluminium, e.g. Al2O3

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Description

Western Electric Company, Incorporated P 15 21 595·9 New York, Hew Tork, 10007, USA ligenza 8 - W 38890Western Electric Company, Incorporated P 15 21 595 9 New York, Hew Tork, 10007, USA ligenza 8 - W 38890

SchutafilmenSchutafilm

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Niederschlagen von Isolier- oder Schutzfilmen auf einer Unterlage, insbesondere auf einer Halbleiterunterlage·The invention relates to a method for depositing insulating or protective films on a substrate, in particular on a semiconductor pad

Die Erzeugung eines Schutzfilmes auf einer Halbleiteroberfläche ist häufig erforderlich, insbesondere bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen, wie Dioden und Transistoren, Bei der Herstellung solcher Halbleiterbauelemente werden typischerweise Isolierfilme, z«B« Oxydfilme, zum Maskieren von Teilen des Halbleiters benutzt, um eine selektive Diffusion zu ermöglichen· Sie werden gleichfalls als passivierende Schichten zum Schutz der Oberfläche der Halbleiterbauelemente gegen Verschmutzung und Kriechströme verwendet·The creation of a protective film on a semiconductor surface is often required, especially in the manufacture of semiconductor components such as diodes and transistors Such semiconductor components are typically manufactured using insulating films, e.g. oxide films, for masking parts of the Semiconductors used to allow selective diffusion · They are also used as passivating layers for protection used on the surface of semiconductor components against contamination and leakage currents

Die übliche Methode zum Erhalt einer Isolierschicht auf einem Halbleiterkörper erfolgt durch thermische Oxydation der Halbleiteroberfläche« Diese Methode ist seit langem bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen, speziell bei der Erzeugung passivierender Schichten, als nachteilig erkannt worden« Der Grund hierfür ist der, daß die elektrischen Eigenschaften des im übrigen fertiggestellten Halbleiterbauelements infolge derThe usual way to get a layer of insulation on top of a Semiconductor bodies are produced by thermal oxidation of the semiconductor surface «This method has been used in manufacturing for a long time of semiconductor components, especially in the production of passivating layers, has been recognized as a disadvantage «The The reason for this is that the electrical properties of the otherwise completed semiconductor component as a result of the

909850/1127909850/1127

Heue Unterlagen (Art. 7 älAb*2Nr.1 Satz 3 des ÄKterunfl««.* 4.9.19671Today's documents (Art. 7 a lAb * 2Nr.1 sentence 3 of the ÄKterunfl ««. * 4.9.19671

hohen Temperaturen, die zur Oxydation der Halbleiteroberfläche erforderlich sind, schädlich beeinflußt werden« Überdies erfordert die Bildung oxydischer, passivierender Schichten, daß ein Teil des Halbleiterkörpers entsprechend der Tiefen-Ausdehnung der passivierenden Schicht während der Herstellung für die spätere Umwandlung in die Oxydschicht reserviert bleiben muß· Hierdurch entstehen ernste Probleme bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen mit dünnen Filmen, wo die Dicken-Toleranzen und die Diffusionstiefen sehr kritisch sind·high temperatures that lead to oxidation of the semiconductor surface are required, be adversely affected «In addition, required the formation of oxidic, passivating layers that a Part of the semiconductor body corresponding to the depth expansion of the passivating layer during manufacture for the later Transformation into the oxide layer must be reserved · This creates serious problems in the production of Semiconductor components with thin films, where the thickness tolerances and the diffusion depths are very critical

Nach einer weiteren bekannten Methode, die die vorstehenden Nachteile nicht besitzt, erfolgt die Herstellung isolierender Schichten mit Hilfe der sogenannten reaktiven kathodischen Zerstäubung.Another known method, which does not have the above disadvantages, is used to produce insulating ones Layers with the help of so-called reactive cathodic sputtering.

Hierbei wird das entsprechende Element, aus dem die Kathode besteht, nicht in inerter Atmosphäre, sondern in Gegenwart eines reagierenden Gases, typischerweise Sauerstoff, mit Hilfe einer Glimmentladung kathodisch zerstäubt, so daß es mit diesem Gas reagiert und man einen Niederschlag auf der als Anode geschalteten Unterlage in form der entsprechenden Verbindung des Blementes mit dem reagierenden Gas erhält·Here, the corresponding element of which the cathode is made is not in an inert atmosphere, but in the presence a reacting gas, typically oxygen, is cathodically atomized with the aid of a glow discharge, so that it is with this Gas reacts and you get a precipitate on the pad connected as anode in the form of the corresponding compound of the Blementes with the reacting gas receives

Diese Methode hat jedoch ihrerseits den Nachteil, daß insbesondere bei höheren Zerstäubungsgeschwindigkeiten aus noch zu erläuternden Gründen örtliche !Funkenbildung an der Kathode auftritt, was zum Ausstoß kleiner Metallteilchen aus der KathodeHowever, this method in turn has the disadvantage that in particular at higher sputtering speeds local sparking occurs at the cathode for reasons to be explained, causing small metal particles to be ejected from the cathode

909850/1127909850/1127

führt, die sich dann direkt auf der zu beschichtenden (anodischen) Unterlage niederschlagen· Man erhält hier also eine mit Meta11teilchen durchsetzte, demnach unbrauchbare Isolierschicht, ·leads, which are then directly on the to be coated (anodic) Knock down the substrate.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zum Erzeugen einer dielektrischen Schicht auf einer Unterlage im Wege einer kathodischen Zerstäubung unter reagierender G-asatmoshare, wobei zwischen der als Anode geschalteten Unterlage und der als Kathode geschalteten Vorratsmaterial eine Gleichspannung angelegt und ein Plasma mäßiger Dichte des reagierenden Gases aufrechterhalten wird, bereitzustellen, mit dessen Hilfe man stets einwandfreie Isolierschichten hoher Güte erhält.The object of the invention is therefore to provide a method for producing a dielectric layer on a substrate a cathodic atomization under reacting gas atmosphere, with a DC voltage between the base connected as the anode and the supply material connected as the cathode applied and a plasma of moderate density of the reacting gas is maintained, with the help of which one always receives flawless, high-quality insulating layers.

Die erfindungsgemäße lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch Zuführen eines Radiofrequenzfeldes mit einer die Gleichspannung überschreitenden Spannung an die Grenzfläche zwischen Kathode und Plasma·The inventive solution to this problem is characterized by applying a radio frequency field with a voltage exceeding the DC voltage to the interface between Cathode and plasma

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird ein für die vorstehenden Zwecke geeigneter Oxydfilm auf der Oberfläche eines Halbleiters als Unterlage unter speziell ausgewählten Bedingungen mit Hilfe eines Plasmas mäßiger Dichte gebildet, das durch ein äußeres Mikrowellenfeld unterhalten wird; der niedergeschlagene PiIm wird von Metallatomen aus einer Elektrode geliefert, die durch ein reaktionsfähiges Gasplasma transportiert werden. In einem Plasma geeigneter Ionendichte vereinigenIn one embodiment of the invention, a for the above Purpose of a suitable oxide film on the surface of a semiconductor as a base under specially selected conditions formed by means of a plasma of moderate density maintained by an external microwave field; the downcast PiIm is supplied by metal atoms from an electrode that is transported through a reactive gas plasma will. Combine in a plasma of suitable ion density

9 0 9 8 5 0/11279 0 9 8 5 0/1127

sich die Metallatome mit Sauerstoff bei ihrem Durchgang durch das Gasplasma und schlagen sich auf dem Halbleiter als Metalloxydschicht nieder.the metal atoms with oxygen as they pass through the gas plasma and precipitate on the semiconductor as a metal oxide layer.

Im folgenden ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Apparatur zu seiner Durchführung beschrieben.In the following, the inventive method is based on an apparatus shown schematically in the drawing to his Implementation described.

Die Apparatur der Abbildung besteht im wesentlichen aus einem Quarzrohr mit vier Abteilungen oder Armen, wie gezeigt. Die bei/'den senkrechten Abschnitte 10 und 11 tragen die Elektroden, während der horizontale Abschnitt 12 das Plasma enthält, Abschnitt 13 und Abschnitt 12 stellen Vorrichtungen dar, um das Gas im Plasma-Bereich in der gewünschten Zusammensetzung und Druck zu halten« Das reagierende Gas wird bei 14 zugeleitet. Das Bndstück 15 des Abschnitts 13 ist mit einer Vakuumeinrichtung zum Einstellen des gewünschten Druckes verbunden, gewöhnlich ein mäßiges Vakuum in Höhe von einem Bruchteil eines Millimeters bis zu mehreren Millimetern, Der Rohrdurchiaesser der Abschnitte 12 und 13 ist nicht kritisch. Bei den hier beschriebenen Arbeiten hatte das verwendete Rohr einen Innendurchmesser von 1 cm.The apparatus of the figure consists essentially of a quartz tube with four compartments or arms as shown. the at / 'the vertical sections 10 and 11 carry the electrodes, while the horizontal section 12 contains the plasma, section 13 and section 12 represent devices to the gas in the plasma area in the desired composition and Hold pressure «The reacting gas is introduced at 14. The collar 15 of the section 13 is provided with a vacuum device to set the desired pressure, usually a moderate vacuum of a fraction of a millimeter up to several millimeters, the pipe diameter of the Sections 12 and 13 is not critical. With the ones described here The pipe used had an inside diameter of 1 cm.

Des im Abschnitt 12 erzeugte Plasma wird von einem äußeren Mikrowellenfeld unterhalten, welches mit dem Rohr durch eine verjüngte Wellenführung 16 gekuppelt ist. Die Bareite de» Schlitzes 17 der Wellenführung entspricht etwa des äuA«xen The plasma generated in section 12 is maintained by an external microwave field which is coupled to the tube by a tapered wave guide 16. The barite of the slot 17 of the wave guide corresponds approximately to the outer one

909850/1127909850/1127

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Rohrdurchmesser· Die Anforderungen an das Mikrowellenfeld ändern sich in bezeichnender Weise mit der speziellen Anordnung der Apparatur, insbesondere mit den relativen Abmessungen· Als Energiequelle, die in der hier beschriebenen Apparatur verwendet wurde, diente eine Raytheon-Röhre des Modells PGM-100 CW mit 2450 MHz, die in der lage warm 300 bis 1000 Watt als Mikrowellenenergie zu liefern· Die frequenz und die Energie können entsprechend den Anforderungen an das Plasma variiert werden, wie in der nachfolgenden Beschreibung im speziellen definiert wird.Pipe diameter · The requirements for the microwave field change significantly with the special arrangement of the apparatus, in particular with the relative dimensions · As an energy source, the apparatus described here was used, a Raytheon tube of the model was used PGM-100 CW at 2450 MHz, capable of warming from 300 to 1000 watts to deliver as microwave energy · The frequency and the energy can be varied according to the requirements of the plasma, as described in the following description special is defined.

Die Elektrodenteile sind aus Materialien konstruiert, die den Arbeitsbedingungen widerstehen und das System nicht verunreinigen» Die Kathode besteht aus einem Silizium-Sragatab 20, der in. das geschlossene Ende 21 des Anschlußrohrs 22 dicht eingesetzt ist· Der Rohrabschnitt 22 ist mit dem Rohrteil 10 durch eine 35/25-Kugelpiannen-Terbindung 23 verbunden· Der Stab 20 wird durch Halteschrauben 25 innerhalb einer Aluainiumhülee festgehalten* Die Kathode 26 wird am unteren Ende der Hülse durch Halteschraube 27 festgehalten· Der Kathodenblock 26 kann leicht ausgewechselt werden, um das gewünschte Metall für das geforderte Oxyd au liefern·The electrode parts are constructed from materials that Withstand working conditions and do not contaminate the system »The cathode consists of a silicon sragatab 20, which in. The closed end 21 of the connecting pipe 22 is inserted tightly is · The pipe section 22 is connected to the pipe part 10 by a 35/25 ball-pan connection 23 · The rod 20 is secured by retaining screws 25 within an aluminum casing held in place * The cathode 26 is at the bottom of the sleeve held in place by retaining screw 27 · The cathode block 26 can easily be changed to the desired metal for the deliver the required oxide

Die Anodenvorrichtung ist gleichfalls so ausgeführt, daß sie leicht auseinandergenommen werden kann. Dies erlaubt leichten Zugang zur Unterlage 30« Die Anodenanordnung umfaßt einen Anodenblock 31 aus Aluminium, der in einem Kupfers tut zblock 32The anode device is also designed so that it can be easily disassembled. This allows easy Access to the pad 30. The anode assembly comprises an anode block 31 made of aluminum, which is placed in a copper block 32

909850/1 127 BAD909850/1 127 BATH

mittels der Halteschraube 33 gehalten wird· Sine Kupferhillse 34 wird an den Stützblock 32 hart angelötet. Sie Hülse 34 ist in einen abnehmbaren Rohrabschnitt 35 dicht eingesetzt« Das abnehmbare Rohrteil ist mit dem Rohrabschnitt 11 durch eine Pyrex-O-Ring-Verbindung der Standard-Größe Hr. 25 verbunden. Kathode und Anode sind mit einer Gleichstromquelle 40 verbunden, die 0 bis 500 Y bei 0 bis 300 oA liefert.is held by means of the retaining screw 33 · Sine Kupferhillse 34 is brazed to the support block 32. You sleeve 34 is inserted tightly into a detachable pipe section 35 «The detachable pipe part is connected to the pipe section 11 by a Pyrex-O-ring connection of the standard size Mr. 25 connected. Cathode and anode are connected to a direct current source 40, which delivers 0 to 500 Y at 0 to 300 oA.

Die Apparatur wird durch einen Radiofrequenzgenerator ergänzt, der bei 50 schematises gezeigt ist und der ein Radiofrequenzfeld quer zur Oberfläche der Kathode 26 erzeugt, Goldblattringe 51 und 52, die wie hier angegeben angebracht sind, liefern das gewünschte PeId. Die Position der Elektroden ist nicht kritisch, solange das feld an der Kathodenoberfläche erzeugt wird.The apparatus is supplemented by a radio frequency generator, shown at 50 schematises, which has a radio frequency field generated across the surface of the cathode 26, provide gold leaf rings 51 and 52 attached as indicated herein the desired price. The position of the electrodes is not critical as long as the field is generated on the cathode surface will.

Sin wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Verwendung eines RUmaas mittlerer Dichte, welches für eine Region mit hochreaktion»fähigen Sauerstoff-Ionen zwischen Material 26 und der Unterlage 30 sorgt. Venn Atome unter dem Einfluß des Gleichstrompotentials von der Kathode, die sie liefert, zur anodisch geschalteten Unterlage zerstäubt werden, durchqueren sie den reaktionsfähigen Bereich des Plasmas, werden oxydiert und schlagen sich auf der Unterlage nieder. Es wurde festgestellt, daß bei Einhaltung eines intensiven Bombardements der Oberfläche der Unterlage mit Teilchen hoher Energie infolge des Kontakts mit dem Plasma, die an der Oberfläche abgeschie-An essential feature of the invention is the use of a RUmaas of medium density, which is for a region with highly reactive oxygen ions between material 26 and the pad 30 provides. Venn atoms under the influence of the direct current potential from the cathode which supplies them to the If the anodically connected base is atomized, it traverses the reactive area of the plasma and is oxidized and are reflected on the mat. It was found that if the intensive bombardment was observed, the Surface of the substrate with particles of high energy as a result of contact with the plasma, which are deposited on the surface

909850/1127909850/1127

denen Ionen genügtnd Aktivierungaenergie "behalten, um an einen Punkt geringer, freier Energie zu we* :örn. Diese Oberflächenwanderung nach, der Abscheidung gestattet die gleichförmige Abscheidung der; Oxyds ohne Diskontinuitäten in der Grenzfläche·"Keep those ions genügtnd Aktivierungaenergie to lower to a point free energy we *: Orn This surface migration after the deposition allows uniform deposition de r; oxide without discontinuities in the interface ·.

Es wurde als wünschenswert anerkannt, das Plasma außerhalb der Reaktionszone durch ein Mikrowellensignal zu unterstützen, welches sich durch einen Teil der Säuerstoffatmosphäre entlädt. Unter den hier beschriebenen Bedingungen bildet sich das Plasma längs eines wesentlichen Teils der Rohrlänge, deren Ausmaß für das Auge sichtbar ist» Die Ausdehnung des Plasmas ist in der Pigur angedeutet.It has been recognized as desirable to support the plasma outside the reaction zone with a microwave signal, which is through part of the oxygen atmosphere discharges. Under the conditions described here, the plasma forms along a substantial part of the length of the tube, its Extent is visible to the eye »The extent of the plasma is indicated in the Pigur.

Zum -vollen Verständnis der Erfindung soll die Natur des Plasmas und seine Punktion in dem Übertragungsmechanismus erklärt werden«For a full understanding of the invention, the nature of the plasma and its puncture will be explained in the transmission mechanism "

Ein Plasma ist ein Gas, welches eine gleiche Anzahl positiver und negativer Ladungen enthält. Von einem idealen Plasma stellt man sich vor, daß es völlig aus Elektronen und positiven einfach geladenen Ionen zusammengesetzt ist. Es wird auch vglattgt, daß oat» β«« vlUi| *ewt*iaart —X, Bi* im 4mm Wmmi· erzeugten Plasmen sind jedoch nur teilweist ionisiert und enthalten oft einige negativ· Ionen« Ton den positiven Ionen tragen einige mehr als eine einfache Ladung und in der Regel Bind die positiven und negativ·» Sräiat·* nicht genau gleich« XI» A plasma is a gas that contains an equal number of positive and negative charges. An ideal plasma is imagined to be composed entirely of electrons and positive singly charged ions. It is also compared that oat "β""vlUi | * ewt * iaart -X, Bi * plasmas in 4mm Wmmi · generated, however, are only partially has ionized and often contain some negative · ion "tone positive ions carry some more than a simple charge and normally bind the positive and negative ·" Sräiat · * not exactly equal to «XI»

909850/1127909850/1127

Plasma, das von einer Mikrowelle, von Radiofrequenz oder einem Gleichstrom erzeugt wird., kann, sich nicht selbst unterhalten; in das Plasma muß zur Aufrechterhaltung Energie eingeführt werden. Ein Plasma verliert Energie durch Emission von Strahlung und durch die Rekombination der positiven und negativen ladungen. Bei geringen Drücken im Bereich von 0,1 bis 10 mm findet die Rekombination der ladungen ausschließlich an jeder dem Plasma zur Verfügung stehenden Wandung statt. Dies erfolgt deswegen, weil ein dritter Körper zugegen sein muß, um die Rekombinationsenergie abzuführen und bei diesen Drücken sind Dreierstöße extrem selten. Elektronen haben stets eine weit höhere Beweglichkeit als irgendein Ion, Dementsprechend überholen bei Niederdruckentladüngen die Elektronen die Ionen auf dem Weg zur Wand und deswegen ist die Wand stets negativ in Bezug auf das Plasma geladen. Das Plasma besitzt aus diesem Grund keine genau gleiche Anzahl positiver und negativer ladungen. Je höher die Konzentration der Elektronen (Dichte des Plasmas) und je größer die Elektronenbeweglichkeit (Elektronentemperatur) ist, umso höher ist das "Wandpotential", Je höher das Wandpotential ist, umso größer ist die Energie, mit der die Ionen zur Viand hin zwecks Neutralisation beschleunigt werden. Demzufolge braucht eine Oberfläche zum Empfang eines intensiven Ionenbombardements nicht zu einer "reellen Kathode" mit Hilfe einer Batterie gemacht zu werden. Sie kann, das gleiche intensive Ionenbombardement erhalten, wenn sie in ein dichtes Plasma eingehüllt wird, wo sie wegen des hohen Wandpotentials zu einer "virtuellen Kathode" wird,Plasma generated by a microwave, radio frequency, or a Direct current is generated., Cannot, can not support himself; energy must be introduced into the plasma to maintain it. A plasma loses energy by emitting radiation and by recombining the positive and negative charges. At low pressures in the range from 0.1 to 10 mm the recombination of the charges takes place exclusively on each wall available to the plasma. this happens because a third body has to be present for the recombination energy and at these pressures, three-way strikes are extremely rare. Electrons always have a distance higher mobility than any ion. Accordingly, in the case of low-pressure discharges, the electrons overtake the ions the way to the wall and therefore the wall is always negatively charged with respect to the plasma. The plasma possesses from this Reason not exactly the same number of positive and negative charges. The higher the concentration of electrons (density of the plasma) and the greater the electron mobility (electron temperature) is, the higher the "wall potential", the higher the wall potential, the greater the energy, with which the ions are accelerated towards the viand for the purpose of neutralization. As a result, a surface needs to receive one intensive ion bombardment cannot be made into a "real cathode" with the help of a battery. She can do that The same intense ion bombardment is obtained if it is enveloped in a dense plasma, where it is due to the high wall potential becomes a "virtual cathode",

909850/1127 ^D orig.nal909850/1127 ^ D orig.nal

Um jedoch. Metall-Atome aus dem stoffliefernden Material herauszuziehen, ist es notwendig, ein Gleichstrompotential zwischen die stoffliefernde Kathode und die Unterlage zu legen» Dieses Potential dient zusammen mit dem Wandpotential der Anziehung von O2 + zur Kathoden-Oberfläche· Dementsprechend wird zu wirksamer Ausnutzung des Wandpotentials zwecks Unterstutzimg bei Herstellung einer Sättigungsdichte an 02 +-lonen die Kathode auch in direktem Kontakt mit dem Plasma gehalten· Wenn das angelegte Potential etwa 25 Y übersteigt, ist der Kathodenbereich mit 02 +-lonen gesättigt« Jede Spannung oberhalb 25 V wird nicht mehr herausziehen als die Sättigungsstromdichte an positiven Ionen·To however. Metal atoms pull out from the material-supplying material, it is necessary to apply a DC potential between the stoffliefernde cathode and the substrate "This potential serves together with the wall potential of the attraction of O 2 + to the cathode surface · Accordingly, to effective utilization of the wall potential order Unterstutzimg for producing a saturation density of 0 2 +, the cathode ions also in direct contact with the plasma kept · When the applied potential exceeds about 25 Y, the cathode region with 0 2 + ions is saturated "Each voltage above 25 V is not pull out more than the saturation current density of positive ions

Das Ausmaß, mit dem Atome aus der Kathode herausgestoßen werden, ist dem Produkt aus der Zerstäubungsausbeute mal Stromdichte mal Kathodenoberfläche proportional· Die Zerstäubungsausbeute wächst mit wachsender Spannung· Da die den positiven Ionen erteilte Spannung wächst, wächst auch die Bindringtiefe der Ionen in die Kathode· Die Zerstäubungsausbeute ist das Verhältnis ausgestoßener Atome je Ion-Zusammenstoß« Für die Zwecke dieser Erfindung sollte dies Verhältnis niemals Sins überschreiten· Die kathodische Stromdichte sollte im Bereich von 25 bis 35 mA/cm2 gehalten werden·The extent to which atoms are ejected from the cathode is proportional to the product of the sputtering yield times current density times cathode surface area The sputtering yield increases with increasing voltage As the voltage imparted to the positive ions increases, so does the binding depth of the ions in the cathode The sputtering yield is the ratio of atoms ejected per ion collision. For the purposes of this invention, this ratio should never exceed Sins. The cathodic current density should be kept in the range of 25 to 35 mA / cm 2 .

Die Auswahl des geeigneten Gleichstrompotentials ist für den Erfolg der Erfindung wichtig· Unterhalb 125 Y ist das Sindringen der Ionen in den festen Körper oberflächlich und die Zer-The selection of the appropriate DC potential is important for the success of the invention. Below 125 Y is sin-ring of ions in the solid body superficially and the disintegration

909850/1127. BAD 909850/1127. BATH

stäubung ist sehr schwach. Oberhalb 125 V bilden sich Funken über der gesamten Kathodenoberfläche· Diese Funken sind dünne unbeständige lichtbogen und werden von momentanen starken Stromstößen und der Ausschleuderung geschmolzener Kügelchen aus Silizium begleitet. Diese Kügelchen lagern sich auf der Unterlage ab und stören die Abscheidung des Oxyds. Der Mechanismus für die Bildung der Lichtbogen wird wie folgt gesehen. Bei höheren Spannungen ist die Eindringtiefe des Ions in den festen Körper größer« Da die Zerstäubungsausbeute kleiner als Eins istι erfolgt die Bildung von Oxyd über der gesamten Kathodenoberfläche· Dieses Oxyd bildet einen Isolierenden Film und wenn dieser dick genug geworden ist, werden die an der Oxydoberfläche ankommenden Q2 +-Ionen nicht so rasch entladen wie sie ankommen. Demzufolge bildet sich eine Schicht von O2 +- Ionen auf der Kathode, Die Anwesenheit dieser positiven Ladunfpschicht veranlaßt zweierlei: erstens errichtet sie ein Feld im Oxydfilm und zweitens verlangsamt dies Feld die ankommenden positiven Ionen aus dem Plasma und verringert die Zerstäubungsgeschwindigkeit· Die Größe des Feldes ist direkt der Oberflächenkonzentration der positiven Ionen proportional· Wenn das Feld die dielektrische Durchschlagsstärke des Oxydfilms übersteigt, wird sich ein kleiner Bogen bilden« Die angesammelte Ladung stürzt in den Durchbruchsbereich und dehnt seine Energie schnell aus, wodurch der Film örtlich erhitzt und das darunterliegende Silizium zum Schmelzpunkt erhitzt wird und auf diese Weise den heftigen Ausstoß von geschmolzenem Material bewirkt. Diese Lichtbogen erscheinen in zufälliger Verteilung auf derdusting is very weak. Above 125 V, sparks form over the entire cathode surface. These sparks are thin, inconsistent arcs and are accompanied by momentary strong current surges and the ejection of molten silicon spheres. These globules are deposited on the base and interfere with the deposition of the oxide. The mechanism for the formation of the arcing is seen as follows. At higher voltages the penetration depth of the ion into the solid body is greater. Since the atomization yield is less than one, oxide is formed over the entire cathode surface incoming Q 2 + ions not so quickly discharged as they arrive. As a result, a layer of O 2 + ions forms on the cathode. The presence of this positive charge layer causes two things: first, it creates a field in the oxide film and, second, this field slows down the incoming positive ions from the plasma and reduces the sputtering speed The field is directly proportional to the surface concentration of the positive ions. If the field exceeds the dielectric breakdown strength of the oxide film, a small arc will be formed. «The accumulated charge rushes into the breakdown area and expands its energy quickly, causing the film to heat locally and the silicon below is heated to the melting point and in this way causes the violent ejection of molten material. These arcs appear in a random distribution on the

909850/1127 SAD ORlGJNAL909850/1127 SAD ORlGJNAL

gesamten Kathodenoberfläche (welche in das Sauerstoff-Plasma eingehüllt ist). Die Licht "bögen nehmen an Heftigkeit und Häufigkeit des Auftretens zu, wenn die Spannung über 125 V erhöht wird·entire cathode surface (which in the oxygen plasma is wrapped). The arcs of light increase in intensity and frequency of occurrence when the voltage is increased above 125 V

So schreitet die Zerstäubung des Kathodenmaterials in die Region des reaktionsfähigen Plasmas zwecks anschließender Abscheidung auf der Unterlage als Oxydfilm nicht so fort, wie erwartet werden könnte, sondern wird durch die Ausstoßung winziger Massen des stoffliefernden Materials gehemmt. Die Unterlage zeigte bald eine wirre Abscheidung von Oxyd, durchsetzt mit Kügelchen des stoffliefernden Materials, was den Film für den gewünschten Zweck völlig unwirksam macht.Thus the sputtering of the cathode material proceeds into the region of the reactive plasma for the purpose of subsequent deposition on the substrate as an oxide film not as continued as could be expected, but is made smaller by the expulsion Inhibited masses of the material supplying material. The underlay soon showed a confused deposition of oxide, interspersed with spheres of the material providing the substance, what the film was for makes the intended purpose completely ineffective.

Das Verständnis des Vorgangs, der für die unwirksame Abscheidung verantwortlich ist und seine Beseitigung, bildet eine weitere Basis für die Erfindung, Nach der Beseitigung der störenden Ladungsschicht schreitet die Abscheidung in der gewünschten Form fort und man erhält Oxydschichten von ungewöhnlicher Gleichförmigkeit und Qualität,Understanding the process responsible for the ineffective separation and its elimination forms one Another basis for the invention, after the disruptive charge layer has been removed, the deposition proceeds in the desired manner Shape and one obtains oxide layers of unusual uniformity and quality,

Die Ohargenladung wird durch periodische Unterbrechung des Kathodenpotentials eliminiert, um die Kathode auf das Wandpotential zu bringen und die Ladungsschicht zu neutralisierenThe charge is eliminated by periodically interrupting the cathode potential in order to bring the cathode to the wall potential to bring and to neutralize the charge layer

Auf diese Art können wirksame Zerstäubungspotentiale im Be- -eich von 125 V bis 500 V verwirklicht werden· Eine solcheIn this way, effective sputtering potentials in the range from 125 V to 500 V can be achieved

909850/1127909850/1127

periodische Unterbrechung des Kathodenpotentials wird sehr "bequem mit Hilfe eines. Oszillators mit Radiofrequenz erreicht· Die Kathode wird gleichzeitig zu einer Radiofrequenzelektrode gemacht· Man betrachte die Radiofrequenzspannung auf der Kathode allein ohne eine gleichzeitige Gleichspannung· In der negativen Halbperiode wird die Elektrode in Bezug auf das Plasma auf einem Potential negativ, das sinusförmige mit der Zeit wechselt, zuzüglich des Wandpotentials· Wenn die Radiofrequenzspannung in die positive Halbwelle übergeht, kann die Radiofrequenzelektrode nur das negative Wandpotential in Bezug auf das Plasma annehmen. Sie werden die 02 +-lonen während der negativen Halbwelle zur Kathodenoberfläche hin beschleunigt· Diese Ionen können sich auf der Kathodenoberfläche ansammeln· Bevor sie jedoch in ausreichender Dichte aufgebaut sind, um einen dielektrischen Durchschlag zu verursachen, ist die Radiofrequenzspannung in die positive Halbwelle übergegangen und die Ionen werden durch die Plasmaelektronen neutralisiert« Die angelegte Gleichspannung muß in ihrer Höhe kleiner sein als die Spitzenspannung der Radiofrequenz, so daß immer noch ein Abschnitt einer Welle vorherrscht, wenn Plasma-Elektronen an der Kathode ankommen. Auf diese Weise kann man die Kathode in einem dichten Sauerstoffplasma bei jeder Spannung oberhalb 125 V zerstäuben und große Zerstäubungsgeschwindigkeiten erreichen, ohne das Auftreten von Funkenbildung· Die Minimalfrequenz, die für diesen Zweck wirksam ist, beträgt annähernd 50·000 Hz· periodic interruption of the cathode potential is very "conveniently achieved with the help of a. radio frequency oscillator · The cathode is made into a radio frequency electrode at the same time · Consider the radio frequency voltage on the cathode alone without a simultaneous DC voltage · In the negative half-cycle the electrode becomes in relation to the plasma negatively to a potential sinusoidal with time changes, plus the wall potential · When the radio frequency voltage passes into the positive half cycle, the radio-frequency electrode can only assume the negative wall potential with respect to the plasma. you are the 0 2 + ions during the negative half-wave accelerated towards the cathode surface.These ions can accumulate on the cathode surface.However, before they are built up in sufficient density to cause a dielectric breakdown, the radio frequency voltage has changed to the positive half-wave and the ions are passed through neutralizes the plasma electrons. The applied DC voltage must be less than the peak voltage of the radio frequency, so that a section of a wave still prevails when plasma electrons arrive at the cathode. In this way the cathode can be sputtered in a dense oxygen plasma at any voltage above 125 V and high sputtering speeds can be achieved without the occurrence of sparking.The minimum frequency which is effective for this purpose is approximately 50,000 Hz

ORIGINALORIGINAL

909850/1127909850/1127

Die Anforderungen an das Plasma für ein erfolgreiches Arbeiten nach den Erfindungsprinzipien können an Hand der Sättigungsstromdichte für einen gegebenen Sauerstoffdruck gekennzeichnet * werden. Der am wirksamsten befundene Sauerstoffdruck liegt im Bereich von 0,1 bis 10 mm. Die Sättigungstromdichte ist eine in der Technik bekannte Einflußgröße und wird von Johnson Ä Malter in "Physical Review" 80, 58 (1950) beschrieben. Der bevorzugte Bereich dieser Einflußgröße ist im Bereich von 0,1 mAThe requirements for the plasma for successful work according to the principles of the invention can be seen on the basis of the saturation current density for a given oxygen pressure. The most effective oxygen pressure found is in Range from 0.1 to 10 mm. The saturation current density is a factor known in the art and is described by Johnson Ä Malter in "Physical Review" 80, 58 (1950). The preferred one The range of this influencing variable is in the range of 0.1 mA

2 22 2

pro cm bis 100 mA/cm · Wenn die Sättigungsstromdichte unter diesen Bereich fällt, geht die Abscheidung sehr langsam vor sich. Bei Sättigungsstromdichten oberhalb dieses Bereichs wird die Unterlage überhitzt.per cm to 100 mA / cm · When the saturation current density is below falls within this range, the deposition is very slow. At saturation current densities above this range, the pad is overheating.

Die folgenden Beispiele erläutern das Verfahren nach der Erfindung unter Verwendung der abgebildeten Apparatur,The following examples illustrate the process according to the invention using the apparatus shown,

Beispiel IExample I.

Siliziumdioxyd (glasiges SiO2) wurde auf einer Siliziumunterlage 30 abgeschieden* Der Kathodenblock 26 bestand aus Silizium (Vorbehandlung)·Silicon dioxide (glassy SiO 2 ) was deposited on a silicon substrate 30 * The cathode block 26 consisted of silicon (pretreatment)

Durch den G-aseinlaÖ 14 wurde Sauerstoff in die Rohrabschnitte 12 und 13 bei einem Druck you etwa 1 mm Hg eingelassen. Das Plasma wurde in der Sauerstoffatmosphäre mit einem Generator für 2450 HHz erzeugt« Die Kraftleistung betrug 400 Watt, Die neutrale Gas-Temperatur war etwa 45O0O und die Plasma-DichteOxygen was admitted through the gas inlet 14 into the pipe sections 12 and 13 at a pressure of about 1 mm Hg. The plasma was generated in the oxygen atmosphere with a generator for 2450 HHZ "The motor power was 400 watts, The neutral gas temperature was about 45O 0 O, and the plasma density

909850/1127 BAD 909850/1127 BAD

betrug annähernd 10 5 Elektronen/cm5· Die bei 40 angelegte Spannung war 350 V und die positive Ionenstromdichte war 0,030 A/cm . Der Radiofrequenz-Oszillator 50 lieferte 500 Y bei einer Frequenz von 27 MHz» Während der Abscheidung hüllte das Plasma sowohl die Anode wie auch die Kathode e.in. Der Abstand zwischen den Elektroden war annähernd 1,7 cm« Die Trennung der Elektroden ist aus zwei Gründen wichtig· Jede Elektrode muß Eontakt mit dem Plasma haben und der Abstand liegt vorzugsweise bei 0,5 cm bis 5 cm· Die Siliziumkathode zerstäubt mit einer Geschwindigkeit, die etwa 2000 1e SiO2 je Minute äquivalent ist. Etwas vom zerstäubten Material geht infolge Abscheidung auf der angrenzenden Rohrwand verloren» Die endgültige Abscheidungsgeschwindigkeit an der Anode ist etwa 300 £b SiO2 je Minute. Zur gleichen Zeit empfängt diewas approximately 10 5 electrons / cm 5 · The voltage applied at 40 was 350 V and the positive ion current density was 0.030 A / cm. The radio frequency oscillator 50 delivered 500 Y at a frequency of 27 MHz »During the deposition, the plasma enveloped both the anode and the cathode e.in. The distance between the electrodes was approximately 1.7 cm. The separation of the electrodes is important for two reasons. Each electrode must be in contact with the plasma and the distance is preferably 0.5 cm to 5 cm. The silicon cathode sputtered at one rate , which is equivalent to about 2000 1e SiO 2 per minute. Some of the atomized material is lost as a result of deposition on the adjacent pipe wall. The final deposition rate on the anode is about 300 pounds b SiO 2 per minute. At the same time receives the

2 Anode ein Bombardement mit Säuerst off-Ionen von 0,030 A/cm , was einer Ankunfts-Rate an der Elektrodenoberfläche von 2 anode a bombardment with acid off ions of 0.030 A / cm, which corresponds to an arrival rate at the electrode surface of

17 2
2 · 10 ' Ionen/cm /see entspricht, und da die durchschnittliche Oberflächendichte eines festen Körpers von der Größenordnung 10 3 Atome/cm ist, bewirken diese Arbeitsbedingungen ein Bombardement von 200 Monoschichten von Ionen je Sekunde. Die Abscheidungsgeschwindigkeit von 300 &3/min an SiO2 entspricht etwa 1,5 Monoschichten von SiOp/sec· In diesem Beispiel wurde ein glasiger PiIm aus Kieselsäure mit einer gleichförmigen Dicke von 10 000 &B und einer ausgezeichneten Qualität auf der Unterlage niedergeschlagen. Andere Unterlagsstoffe als Silizium, etwa Germanium, !Tantal und Aluminium, sind in gleicher Weise wirksam. Die einzige*Anforderung an die Unterlage ist, daß sie stabil und bei den .Reaktionsbedingungen nicht flüchtig17 2
Corresponds to 2 x 10 'ions / cm / see, and since the average surface density of a solid is of the order of 10 3 atoms / cm, these working conditions cause a bombardment of 200 monolayers of ions per second. The deposition rate of 300 & 3 / min of SiO 2 corresponds to about 1.5 monolayers of SiOp / sec. In this example, a vitreous silica sheet with a uniform thickness of 10,000 & B and of excellent quality was deposited on the substrate. Underlay materials other than silicon, such as germanium, tantalum and aluminum, are equally effective. The only * requirement of the substrate is that it is stable and not volatile under the reaction conditions

909850/112 7909850/112 7

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL Beispiel IIExample II

Um die Anpassungsfähigkeit des Verfahrens gemäß der Erfindung zu erläutern, wurden zusätzliche Versuche unter Anwendung verschiedener Kathodenmaterialien durchgeführt. Die Arbeitsbedingungen waren die gleichen, wie in Beispiel I beschrieben. Unter Verwendung von Kathoden aus Beryllium und Aluminium können Schichten hoher Qualität aus Berylliumoxyd und Aluminiumoxyd auf Unterlagen wie Gold, Aluminium, Tantal, Silizium, Germanium und Halbleitern aus der dritten bis fünften Gruppe des Periodischen Systems, wie GaAs, GaP, ferner Quarz, Berylliumoxyd und Glas hergestellt werden. In jedem Fall können die Schichten bei Temperaturen weit unterhalb des Schmelzpunktes der Unterlage hergestellt werden. In keinem Fall übersteigt die Temperatur der Unterlage 3000C. Die Tatsache, daß das Prinzip des Verfahrens gemäß Erfindung direkt auf eine Vielzahl von Stoffen angewendet werden kann, beleuchtet die ungewöhnliche Anpassungsfähigkeit des Verfahrens.In order to illustrate the adaptability of the method according to the invention, additional tests were carried out using different cathode materials. The working conditions were the same as described in Example I. Using cathodes made of beryllium and aluminum, layers of high quality beryllium oxide and aluminum oxide can be applied to substrates such as gold, aluminum, tantalum, silicon, germanium and semiconductors from the third to fifth group of the periodic table, such as GaAs, GaP, also quartz, beryllium oxide and Glass are made. In any case, the layers can be produced at temperatures well below the melting point of the substrate. In no case does the temperature of the base exceed 300 ° C. The fact that the principle of the method according to the invention can be applied directly to a large number of substances highlights the unusual adaptability of the method.

Verschiedene andere Modifikationen und Erweiterungen der Erfindung sind dem Fachmann geläufig. Alle diese Abwandlungen und Veränderungen, die im Grunde auf der Lehre beruhen, durch welche die Erfindung den Stand der Technik bereichert hat, werden als innerhalb des Erfindungsgedankens und -umfangs liegend betrachtet.Various other modifications and additions to the invention are familiar to the person skilled in the art. All these modifications and changes, which are basically based on the doctrine, through which the invention has enriched the prior art considered to be within the spirit and scope of the invention.

Claims (3)

1· Verfahren zum Erzeugen einer dielektrischen Schicht auf einer Unterlage im Wege einer kathodischen Zerstäubung unter reagierender Gasatmosphäre, wobei zwischen der als Anode geschalteten Unterlage und dem als Kathode geschalteten Vorratsmaterial eine Gleichspannung angelegt und ein Plasma mäßiger Dichte des reagierenden Gases aufrechterhalten wird, gekennzeichnet durch Zuführen eines Radiofrequenzfeldes mit einer die Gleichspannung überschreitenden Spannung an die Grenzfläche zwischen Kathode und Plasma»1 · Method for producing a dielectric layer a base by cathodic sputtering in a reacting gas atmosphere, with between the as A DC voltage is applied and switched on to the substrate connected to the anode and the supply material connected as the cathode Moderate density plasma of the reacting gas is maintained, characterized by the application of a radio frequency field with a voltage exceeding the DC voltage at the interface between cathode and plasma » 2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer Gleichspannung oberhalb 125 V und mit einer Radiofrequenz oberhalb 50 KHz arbeitet,2, method according to claim 1, characterized in that one with a DC voltage above 125 V and with a radio frequency works above 50 KHz, 3· Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Material für die Unterlage und die Kathode Silizium verwendet wird, das Plasma einen Sauerstoffdruck von 0,1 bis 10 mm Hg aufweist, mit einer Sättigungsstromdichte der positiven Ionen von 0,1 bis 100 mA/cm gearbeitet wird und die Gleichspannung zumindest 125 V beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Radiofrequenz oberhalb 50 KHz gearbeitet wird.3 · The method according to claim 1, wherein as material for the The substrate and the cathode silicon is used, the plasma has an oxygen pressure of 0.1 to 10 mm Hg, a saturation current density of the positive ions of 0.1 to 100 mA / cm is used and the direct voltage is at least 125 V, characterized in that a radio frequency above 50 KHz is used. BAD ORIGJNAt 909850/1127BAD ORIGJNAt 909850/1127 3.γ.4,3.γ.4,
DE19651521595 1964-04-09 1965-04-03 Process for making insulating or protective films Pending DE1521595A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US35847364A 1964-04-09 1964-04-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1521595A1 true DE1521595A1 (en) 1969-12-11

Family

ID=23409799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19651521595 Pending DE1521595A1 (en) 1964-04-09 1965-04-03 Process for making insulating or protective films

Country Status (6)

Country Link
BE (1) BE662243A (en)
DE (1) DE1521595A1 (en)
FR (1) FR1455853A (en)
GB (1) GB1065108A (en)
NL (1) NL6504481A (en)
SE (1) SE313716B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE766345A (en) * 1971-04-27 1971-09-16 Universitaire De L Etat A Mons DEVICE FOR MANUFACTURING THIN LAYERS OF MINERAL SUBSTANCES.

Also Published As

Publication number Publication date
BE662243A (en) 1965-08-02
GB1065108A (en) 1967-04-12
SE313716B (en) 1969-08-18
FR1455853A (en) 1966-05-20
NL6504481A (en) 1965-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1515323A1 (en) Process for producing a protective film on a solid base
EP0511492B1 (en) Method and apparatus for treatment or coating of substrates
DE3322680C2 (en)
DE2933850C2 (en) Plasma etching device
DE1515294C3 (en) Triode arrangement for the atomization of substances by means of an electrical low-voltage discharge
EP0755461A1 (en) Process and device for ion-supported vacuum coating
DE3340585A1 (en) METHOD FOR ION COATING A SUBSTRATE
DE3614384A1 (en) Method for coating substrates in a vacuum chamber
DE2026321A1 (en) Cathode sputtering process and apparatus for carrying out the process
DE4310286A1 (en) Plasma chemical vapour deposition - by passing reactive gas through plasma in form of thin strip to react with working gas
EP0317019A2 (en) Process for glow-discharge-activated reactive deposition of metal from the gas phase
DE2203080C2 (en) Method for producing a layer on a substrate
EP1019945B1 (en) Method and device for surface-treating substrates
DE3706698A1 (en) METHOD AND ARRANGEMENT FOR SPRAYING A MATERIAL AT HIGH FREQUENCY
US2530546A (en) Electrophoretic deposition of insulating coating
DE1521321C2 (en) Apparatus for atomizing dielectric material
DE2220086C3 (en) Device for applying a material
DE1640486A1 (en) Process for producing a thin, electrically insulating film on a substrate
DE2241229C2 (en) Device for etching substrates by means of a glow discharge
DE1515309A1 (en) Process for producing uniform, thin layers of high quality from dielectric material by cathode sputtering and device for carrying out the process
DE1521595A1 (en) Process for making insulating or protective films
DE1521561A1 (en) Method and device for applying thin layers
DE2655942C2 (en)
DE3838947A1 (en) ION SOURCE
DE4103959A1 (en) Prodn. of coated non-conductors esp. plastics - by suitably oxidising the surface to increase its electrical conductivity and then spraying electrostatically with liquid or powder

Legal Events

Date Code Title Description
SH Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971