DE3782623T2 - Sin enthaltende bedeckungen fuer elektronische schaltungen. - Google Patents

Sin enthaltende bedeckungen fuer elektronische schaltungen.

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DE3782623T2 DE8787308948T DE3782623T DE3782623T2 DE 3782623 T2 DE3782623 T2 DE 3782623T2 DE 8787308948 T DE8787308948 T DE 8787308948T DE 3782623 T DE3782623 T DE 3782623T DE 3782623 T2 DE3782623 T2 DE 3782623T2
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Description

  • Elektronische Vorrichtungen, die unter einer Vielzahl von Umweltbedingungen betriebsfähig sein sollen, müssen unter anderen Belastungen Feuchtigkeit, Wärme und Abrieb wiederstehen können. Es wurde über eine Vielzahl von Arbeiten berichtet, die sich auf die Herstellung von Beschichtungen für elektronische Vorrichtungen richten, die die Beständigkeit der Vorrichtungen verbesern. Keine der derzeit erhältlichen konventionellen Beschichtungen, einschließlich keramischer und Metallverpackungen, kann selbst gut genug funktionieren, um eine elektronische Vorrichtung gegen alle Umweltbelastungen zu schützen.
  • Eine übliche Ursache für das Versagen elektronischer Vorrichtungen sind Mikrorisse oder Hohlräume in der Oberflächenpassivierung des Halbleiterchips, so daß Verunreinigungen eindringen können. Es besteht deshalb ein Bedürfnis für ein Verfahren, bei dem die Bildung von Mikrorissen, Hohlräumen oder Löchern in anorganischen Beschichtungen elektronischer Vorrichtungen vermieden werden.
  • Passivierende Beschichtungen elektronischer Vorrichtungen können Sperren gegen ionische Verunreinigungen, wie Chloridion (Cl&supmin;) und Natriumionen (Na&spplus;), schaffen, die in eine elektronische Vorrichtung eindringen können und die Übertragung elektronischer Signale unterbrechen. Die passivierende Beschichtung kann auch auf elektronische Vorrichtungen aufgebracht werden, um etwas Schutz gegen Feuchtigkeit und flüchtige organische Chemikalien zu schaffen.
  • Amorphe Siliziumfilme (nachfolgend a-Si bezeichnet) waren Gegenstand intensiver Forschungen für zahlreiche Anwendungen in der Elektronikindustrie, jedoch ist die Verwendung eines a-Si-Filmes von hermetischen oder Umweltschutz elektronischer Einrichtungen unbekannt. Zahlreiche mögliche Verfahren wurden bisher beschrieben zum Bilden von a-Si-Filmen. Beispielsweise wurden zum Herstellen amorpher Siliziumfilme nachfolgende Ablagerungsverfahren verwendet: Chemische Dampfabscheidung (CVD), plasmaunterstützte CVD, reaktive Zerstäubung, Ionenplattierung und Foto-CVD, usw.. Im allgemeinen wird das plasmaunterstützte CVD-Verfahren in industriellem Maßstab in großem Umfang für die Abscheidung von a-Si-Filmen verwendet.
  • Dem Fachmann ist die Brauchbarkeit einer trägereinebnenden Beschichtung als Zwischenschicht zwischen dem Körper einer elektronischen Einrichtung und zwischen Metallschichten bekannt. Gupta und Chin (Microelectronics Processing, Kapitel 22, "Characteristics of Spin-On Glass Films as a Planarizng Dielectric", Seiten 349-64, American Chemical Society, 1986) haben viele untereinander verbundene Vielniveausysteme beschrieben mit Isolierung von Metallisierungsniveaus durch konventionelle Zwischenniveaus dielektrischer isolierender Schichten aus dotierten oder undotierten SiO&sub2;-Glasfilmen, jedoch ergeben CVD abgeschiedene dielektrische Filme nur eine zufriedenstellende Abdeckung von Trägern, die nicht leitfähig sind bis zu kontinuierlicher gleichförmiger Abdeckung durch eine darüberliegende Metallschicht. Schlechte Schrittabdeckung ergibt Diskontinuitäten und dünne Flecken in den elektrischen Leitungen und verursachen Abfall der Metallisierungsausbeute als auch Beständigkeitsprobleme der Vorrichtung. Es wurden aufgeschleuderte Glasfilme verwendet um Zwischenschichtisolierung zwischen Metallschichten und der Deckschicht zu verwenden, die dann durch Steindruck bedruckt wurden. Die Einebnung von Deckschichten auf der Oberfläche einer elektronischen Vorrichtung ist im Gegensatz zu einebnenden dielektrischen Zwischenniveauschichten jedoch unbekannt
  • Nach dem Stand der Technik ist ein einzelnes Material meistens nicht ausreichend, um die ständig steigenden Anforderungen von Spezialbeschichtungen zu befriedigen, wie sie in der Elektronikindustrie auftreten. Zahlreiche Beschichtungseigenschaften wie Mikrohärte, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Ionensperre, Haftung, Verformbarkeit, Reißfestigkeit, Wärmeausdehnungskoeffizienten usw. müssen durch Schrittfolgen von Schichten unterschiedlicher Beschichtung geschaffen werden.
  • Silizium und Stickstoff enthaltende vorkeramische Polymere wie Silazane wurden in zahlreichen Patenten beschrieben, einschließlich U.S. Patent Nr. 4,404,153, das Gaul am 13. September 1983 erteilt wurde. Darin ist ein Verfahren zum Herstellen von R'&sub3;SiNH- enthaltenden Silazanpolymeren beschrieben durch in Berührungbringen und Umsetzen von chlorhaltigen Disilanen mit (R'&sub3;Si)&sub2;NH, in der R' Vinyl, Wasserstoff, eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder die Phenylgruppe ist. Gaul lehrt auch darin die Verwendung von vorkeramischen Silazanpolymeren zur Herstellung von Silizium-Kohlenstoff-Stickstoff enthaltenden keramischen Materialien. In dem am 26. Januar 1982 erteilten U.S. Patent 4,312,970 erhielt Gaul Schutz für keramische Materialien durch Pyrolyse von vorkeramischen Silazanpolymeren, wobei die Polymeren hergestellt wurden durch Umsetzen von Organochlorsilanen und Disilazanen.
  • Mit dem am 20. Juli 1982 erteilten U.S. Patent 4,340,619 erhielt Gaul Schutz für keramische Materialien, die durch Pyrolyse von vorkeramischen Silazanpolymeren erhalten werden, wobei die Polymeren hergestellt wurden durch Umsetzung von chlorhaltigen Disilanen und Disilazanen.
  • Cannady beschreibt in dem am 10. September 1985 erteilten U.S. Patent 4,540,803 keramische Materialien, die durch Pyrolyse von vorkeramischen Silazanpolymeren erhalten werden, wobei die Polymere hergestellt wurden durch Umsetzen von Trichlorsilan und Disilazanen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung des Schutzes elektronischer Vorrichtungen durch Ausbildung dünner mehrschichtiger keramischer oder keramikähnlicher Beschichtungen auf der Oberfläche der Vorrichtung bei niedriger Temperatur. Es wurde ein Verfahren gefunden zum Ausbilden ein oder mehrerer Silizium und Stickstoff enthaltenden keramischen oder keramikähnlichen Beschichtungen zum Schutz elektronischer Vorrichtungen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Bildung einer Einzelschicht und mehrschichtigen Beschichtung zum Schutz elektronischer Vorrichtungen bei niedriger Temperatur. Als niedrige Temperatur werden erfindungsgemäße Temperaturen von oder unter 400ºC verstanden. Die erfindungsgemäße Einzelschicht enthält eine Silizium und Stickstoff enthaltende keramische oder keramikähnliche Beschichtung, die auf eine elektronische Vorrichtung aufgebracht wird durch Keramisieren einer vorkeramischen Silizium und Stickstoff enthaltenden Beschichtung aus Silazanpolymer. Die vorliegende Erfindung richtet sich auch auf die Bildung von mehrschichtigen Beschichtungen zum Schutz elektronischer Vorrichtungen. Die erfindungsgemäßen mehrschichtigen Beschichtungen bestehen aus (1) einer Silizium und Stickstoff enthaltenden keramischen oder keramikähnlichen Beschichtung als einebnende und passivierende Beschichtung auf der Vorrichtung und (2) einer Deckschicht aus Silizium enthaltendem Material, Silizium- Stickstoff enthaltendem Material oder Silizium-Kohlenstoff enthaltendem Material, das der Vorrichtung zusätzlichen Schutz verleiht.
  • Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Ausbilden von Silizium-Stickstoff enthaltenden Beschichtungen auf einer elektronischen Vorrichtung durch Beschichten einer elektronischen Vorrichtung mit einer keramischen oder keramikähnlichen Beschichtung durch Verdünnen eines Silizium und Stickstoff enthaltenden, vorkeramischen Silazanpolymers mit einem Lösemittel, Beschichten einer elektronischen Vorrichtung mit der Lösung des vorkeramischen Polymeren, Trocknen der vorkeramischen Polymerlösung, um das Lösemittel abzudampfen und dadurch eine vorkeramische Beschichtung auf der elektronischen Vorrichtung abzulagern und Erwärmen der beschichteten Vorrichtung in Abwesenheit von Luft, um eine keramische oder keramikähnliche beschichtete elektronische Vorrichtung zu schaffen. Das Trocknen und das Erwärmen der erfindungsgemäßen vorkeramischen Polymerlösung wird vorzugsweise in Abwesenheit von Feuchtigkeit und Luft ausgeführt, um den Einfluß von Sauerstoff in die Beschichtungen auszuschließen. Bei der vorliegenden Erfindung sind als Silizium und Stickstoff enthaltende Materialien Silazane, Disilazane und Polysilazanpolymere von besonderem Wert. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter keramikähnlichen Materialien solche Materialien verstanden, die pyrolisiert wurden und Silizium und Stickstoff enthalten, jedoch nicht vollständig frei von Restkohlenstoff und/oder Wasserstoff sind, jedoch im übrigen keramikähnlichen Charakter aufweisen. Unter elektronischer Vorrichtung werden erfindungsgemäß Vorrichtungen verstanden wie elektronische Vorrichtungen, auf Silizium basierende Vorrichtungen, Galliumarsenitvorrichtungen, Focalebenen-Anordnungen, opto-elektronische Vorrichtungen, Photoelemente und optische Einrichtungen.
  • Die vorliegende Erfindung richtet sich auch auf ein Verfahren zum Ausbilden siliziumhaltiger Beschichtungen auf einer elektronischen Vorrichtung, die beschichtet ist mit einer keramischen oder keramikähnlichen Silizium-Stickstoff enthaltenden Beschichtung. Dieses Verfahren enthält das Beschichten einer elektronischen Vorrichtung mit einer keramischen oder keramikähnlichen Beschichtung durch (A) Verdünnen eines Silizium und Stickstoff enthaltenden vorkeramischen Silazanpolymer mit einem Lösemittel , Beschichten einer elektronischen Vorrichtung mit der vorkeramischen Polymerlösung, Trocknen der vorkeramischen Polymerlösung, um das Lösemittel abzudampfen und dadurch eine vorkeramische Beschichtung auf der elektronischen Vorrichtung abzulagern, Erwärmen der beschichteten Vorrichtung in Abwesenheit von Luft, um eine keramische oder keramikähnliche beschichtete elektronische Vorrichtung zu schaffen und (B) Aufbringen auf die keramisch oder keramikähnlich beschichtete Vorrichtung einer Silizium enthaltenden Beschichtung durch Zersetzen eines Silans, Polysilans, Halosilans, Halodisilans, Polyhalosilans oder Mischungen derselben in der Dampfphase in einer Reaktionskammer in Gegenwart der keramischen oder keramikähnlich beschichteten Vorrichtung auf eine Temperatur zwischen 200 und 400ºC, so daß eine keramische oder keramikähnlich beschichtete elektronische Vorrichtung erhalten wird, die eine Silizium enthaltende Beschichtung darauf aufweist. Die erfindungsgemäß hergestellten Beschichtungen weisen starke Haftung auf elektronischen Vorrichtungen auf, sind abriebbeständig und feuchtigkeitsbeständig.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Ausbilden einer Silizium-Stickstoff enthaltenden Beschichtung auf einer elektronischen Vorrichtung, die mit einer keramischen oder keramikähnlichen Silizium-Stickstoff enthaltenden Beschichtung versehen ist durch (A) Beschichten einer elektronischen Vorrichtung mit einer keramischen oder keramikähnlichen Beschichtung durch Verdünnen eines Silizium und Stickstoff enthaltenden, vorkeramischen Silazanpolymers mit einem Lösemittel, Beschichten einer elektronischen Vorrichtung mit der vorkeramischen Polymerlösung, Trocknen der vorkeramischen Polymerlösung, um das Lösemittel abzudampfen und dadurch eine vorkeramische Beschichtung auf der elektronischen Vorrichtung abzulagern, Erwärmen der beschichteten Vorrichtung in Abwesenheit von Luft, um eine keramische oder keramikähnlich beschichtete elektronische Vorrichtung zu schaffen und (B) Aufbringen einer Silizium-Stickstoff enthaltenden Beschichtung auf die keramische oder keramikähnlich vorbeschichtete Vorrichtung durch Zersetzen eines Silans, Polysilans, Halosilans, Halodisilans, Polyhalosilans oder Mischung derselben in der Dampfphase in Gegenwart von Ammoniak, auf eine Temperatur zwischen 200 und 400ºC in Gegenwart der keramischen oder keramikähnlich beschichteten Vorrichtung, so daß eine keramisch oder keramikähnlich beschichtete elektronische Vorrichtung erhalten wird, die eine Silizium-Stickstoff enthaltende Beschichtung auf ihr aufweist.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Ausbilden einer Silizium-Kohlenstoff enthaltenden Beschichtung auf einer elektronischen Vorrichtung, die mit einer keramischen oder keramikähnlichen Silizium-Stickstoff enthaltenden Beschichtung versehen ist durch Beschichten einer elektronischen Vorrichtung mit einer keramischen oder keramikähnlichen Beschichtung durch Verdünnen eines Silizium und Stickstoff enthaltenden, vorkeramischen Silazanpolymers mit einem Lösemittel, Beschichten einer elektronischen Vorrichtung mit der vorkeramischen Polymerlösung, Trocknen der vorkeramischen Polymerlösung, um das Lösemittel abzudampfen und dadurch eine vorkeramische Beschichtung auf der elektronischen Vorrichtung abzulagern, Erwärmen der beschichteten Vorrichtung in Abwesenheit von Luft, um eine keramische oder keramikähnlich beschichtete elektronische Vorrichtung zu schaffen und (B) Aufbringen einer Silizium-Kohlenstoff enthaltenden Beschichtung auf die erhaltene, mit keramischer oder keramikähnlicher Beschichtung versehene Vorrichtung durch Zersetzen eines Silans, Polysilans, Halosilans, Halodisilans, Polyhalosilans oder Mischungen derselben und einem Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkanen mit ein bis sechs Kohlenstoffatomen, Alkylsilanen und Alkylhalosilanen in der Dampfphase bei einer Temperatur zwischen 200 und 400ºC, in einer Reaktionskammer in Gegenwart der keramischen oder keramikähnlich beschichteten Vorrichtung, so daß eine Silizium-Stickstoff enthaltende keramisch oder keramikähnlich beschichtete elektronische Vorrichtung mit einer Silizium-Kohlenstoff enthaltenden Beschichtung darauf erhalten wird.
  • Die vorliegende Erfindung richtet sich auch auf die Ausbildung von Silizium oder Silizium-Stickstoff enthaltenden Deckschichten auf keramisch oder keramikähnlich beschichteten elektronischen Vorrichtungen, wobei die Deckschicht hergestellt wird durch bekannte CVD oder plasmaunterstützte CVD Verfahren. Die CVD Deckschichten oder plasmaunterstützten CVD Deckschichten gemäß der vorliegenden Erfindung können amorph oder krystallin oder Mischungen derselben sein.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer kratzbeständigen und hochtemperaturbeständigen Schutzschicht auf einer elektronischen Vorrichtung. Die erfindungsgemäßen Beschichtungen besitzen ebenso ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit, die das Vermeiden von heißen Flecken unterstützt, die durch die Wärmeentwicklung in den beschichteten elektronischen Vorrichtungen entstehen.
  • Vorkeramische Silazanpolymere, die für die vorliegende Erfindung verwendet werden können, gehören zum Stand der Technik. Die vorkeramischen Silazanpolymeren müssen für die erfindungsgemäße Verwendung in der Lage sein, bei erhöhten Temperaturen in ein keramisches oder keramikähniches Material umgewandelt zu werden. Mischungen von vorkeramischen Silazanpolymeren und/oder anderen Silizium und Stickstoff enthaltenden Materialien können auch erfindungsgemäß verwendet werden. Beispiele von vorkeramischen Silazanpolymeren oder erfindungsgemäß geeigneten Polysilazanen schließen Polysilazane ein, wie sie von Gaul in U.S Patenten 4,312,970 (erteilt 26. Januar 1982), 4,340,619 (erteilt 20. Juli 1982), 4,395,460 (erteilt 26. Juli 1983) und 4,404,153 (erteilt 13. September 1983) beschrieben sind. Geeignete Polysilazane schließen auch die ein, die von Haluska in dem am 13. November 1984 erteilten U.S. Patent 4,482,689 beschrieben sind und beschrieben sind in den Patenten von Seyferth et al., U.S. Patent 4,397,828 (erteilt 9. August 1983) und U.S. Patent 4,482,669 (erteilt 13. November 1984). Andere, für die Erfindung geeignete Polysilazane, sind offenbart von Cannady in U.S. Patenten 4,540,803 (erteilt 10. September 1985), 4,535,007 (erteilt 13. August 1985) und 4,543,344 (erteilt 24. September 1985) und von Baney et al. in der am 21. September 1984 eingereichten Patentanmeldung Nr. 652,939. Ebenso können für die Erfindung Dihydridosilazanpolymere verwendet werden, die hergestellt werden durch Umsetzung von H&sub2; SiX, in der X ein Halogenatom und NH ist. Diese (H&sub2;SiNH) Polymere sind gut bekannter Stand der Technik, wurden jedoch bisher nicht zum Schutz elektronischer Vorrichtungen verwendet. (Siehe Beispiel Seyferth, U.S. Patent 4,397,828, erteilt 9. August 1983). Es können auch erfindungsgemäß weitere andere Silizium und Stickstoff enthaltende Stoffe geeignet sein.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird ein vorkeramisches Silazanpolymer, das Silizium und Stickstoff enthält, auf niedrige Feststoffgehalte mit einem Lösemittel (beispielsweise 0,1-5 Gew.%) wie Toluol oder n-Heptan verdünnt. Vorkeramische Silazanpolymere im Sinne der vorliegenden Erfindung schließen zusätzlich zu Silazanan auch Disilazane und Polysilazane ein.
  • Die Lösung des vorkeramischen Polymeren in einem Lösemittel wird dann auf eine elektronische Vorrichtung aufgebracht wie eine RCA 4011 CMOS-Vorrichtung und das Lösemittel durch Trocknen in Abwesenheit von Luft verdampft.
  • Das Beschichtungsverfahren, das zum Aufbringen der vorkeramischen Polymerlösung verwendet wird, kann sein, ist jedoch nicht beschränkt auf Fließbeschichten, Spritzbeschichten, Tauchbeschichtung, Spinnbeschichten. Die auf diese Weise abgelagerte vorkeramische Polymerbeschichtung wird durch Erwärmen der beschichteten Vorrichtung für etwa 1 Stunde auf 400ºC unter Argon keramisiert. Auf diese Weise werden dünne keramische oder keramikähnliche, SiN enthaltende, einebnende und passivierende Beschichtungen mit Dicken von weniger als 2 um (2 Micron) auf den Vorrichtungen erzeugt.
  • Der Temperaturbereich zum Keramisieren oder teilweisen Keramisieren des SiN enthaltenden vorkeramischen Polymer beträgt von 200 bis 400ºC. Ein bevorzugter Temperaturbereich zum Kerami sieren des SiN enthaltenden vorkeramischen Polymer beträgt von 300 bis 400ºC. Das Verfahren zum Aufbringen der Wärme zum Keramisieren oder teilweisen Keramisieren der SiN enthaltenden Beschichtung ist nicht auf konventionelle Heizverfahren beschränkt. Die SiN enthaltenden Polymerbeschichtungen, die als einebnende und passivierende erfindungsgemäße Beschichtungen verwendbar sind, können auch durch andere Strahlungen gehärtet werden, beispielsweise durch Aussetzen einem Laserstrahl.
  • Erfindungsgemäß wird unter Härten verstanden, die Vorreaktion und Keramisierung oder teilweise Keramisierung des Ausgangsmaterials durch Wärme in einem solchen Ausmaß, daß ein festes polymeres keramisches oder keramikähnliches Beschichtungsmaterial erzeugt wird.
  • Die siliziumhaltige Deckschicht kann erhalten werden durch das metallunterstützte CVD Verfahren, offenbart in US-A-4,696,834, das von S. Varaprath am 28. Februar 1986 angemeldet wurde oder durch konventionelle nicht metallunterstützte CVD Verfahren. Andere, dem Fachmann bekannte konventionelle Beschichtungstechniken können verwendet werden, um die erfindungsgemäße Deckschichtzuerzeugen. Dies schließt ein, begrenzt jedoch nicht, beispielsweise durch Quecksilber serisibilisierte Ultravioletthärtung und plasmaunterstützte CVD Verfahren. Die hohen Tepmeraturbedingungen konventioneller CVD Verfahren begrenzen normalerweise den Typ der Trägermaterialien, die beschichtet werden können . Weil elektronische Vorrichtungen nicht über 400ºC ohne Zerstörung erwärmt werden können, können sie nicht mit konventionellen CVD Verfahren beschichtet werden. Die Wahl von Trägern, die erfindungsgemäß beschichtet werden, ist lediglich begrenzt durch das Erfordernis der thermischen und chemischen Stabilität bei der niedrigen Zersetzungstemperatur in der Atmosphäre des Zersetzungsgefäßes. Das erfindungsgemäße Verfahren schafft Silizium enthaltende Deckschichten von Dicken, die im gewünschten Maße variiert werden können in Abhängigkeit von der Konzentration der Silizium enthaltenden Halide, die reduziert werden. Die erfindungsgemäßen siliziumhaltigen Deckschichten weisen ausgezeichnete Wärmestabilität und Wärmeleitfähigkeit auf.
  • Die erfindungsgemäß hergestellten Beschichtungen besitzen eine geringe Fehlerdichte und sind als Schutzschichten auf elektronischen Vorrichtungen geeignet, als korrosionsbeständige und abriebbeständige Beschichtungen, als temperaturbeständige und feuchtigkeitsbeständige Beschichtungen und als Diffusionssperren gegen ionische Verunreinigungen wie Na&spplus; und Cl&supmin;. Die SiN enthaltenden erfindungsgemäßen keramischen oder keramikähnlichen Beschichtungen sind auch geeignet als dielektrische Zwischenschichten im Körper elektronischer Vorrichtungen und zwischen Metallschichten, wobei dadurch aufgeschleuderte Glasfilme ersetzt werden.
  • Ein anderer Gesichtspunkt der erfindungsgemäß hergestellten Beschichtungen ist ihre Durchlässigkeit für elektromagnetische Strahlung. Deshalb ist es ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Beschichtungen, daß sie verwendet werden können auf Focalebenen-Anordnungen, Photozellen oder opto-elektronischen Vorrichtungen, bei denen elektromagnetische Strahlung in die Vorrichtung gelangen oder aus ihr heraustreten soll.
    • Beispiel 1
  • Ein vorkeramisches Silazanpolymer, hergestellt durch das Verfahren von Cannady gemäß Beispiel 1 von U.S. Patent Nr. 4,540,803 wurde auf 1,0 Gew.% mit Toluol verdünnt. Die vorkeramische Silazanpolymerlösung im Lösemittel wurde dann auf die elektronische Vorrichtung durch Fließbeschichten aufgebracht und das Lösemittel durch Trocknen in Abwesenheit von Luft entfernt. Auf diese Weise wurde eine vorkeramische passivierende Polymerbeschichtung abgeschieden, die dann durch Erwärmen der beschichteten Vorrichtung unter Argon für etwa 1 Stunde auf 400ºC keramisiert wurde. Auf diese Weise wurden dünne Silizium- Stickstoff enthaltende keramische oder keramikähnliche passivierende Beschichtungen von weniger als 2 um (2 Micron) oder beispielsweise von etwa 3 x 10&supmin;&sup7; in (3000 Angström) auf den Vorrichtungen erzeugt.
    • Beispiel 2
  • Unter Verwendung des Verfahrens von Beispiel 1 wurde ein vorkeramisches Silazanpolymer, das etwa 5% Titan enthält und hergestellt wurde durch das Verfahren von Haluska in Beispiel 13 von U.S. Patent Nr. 4,482,689, durch Fließbeschichten auf die elektronische Vorrichtung aufgebracht und das Lösungsmittel durch Trocknen verdampft. Dann wurde die auf diese Weise abgelagerte vorkeramische Polymerbeschichtung keramisiert durch Erwärmen der beschichteten Vorrichtung für etwa 1 Stunde auf Temperaturen bis zu 400ºC unter Argon. Dünne Silizium-Stickstoff enthaltende keramische oder keramikähnliche passivierende Beschichtungen von weniger als 2 um (2 Micron) oder beispielsweise von etwa 3 x 10&supmin;&sup7; m (3000 Angström) wurden auf diese Weise auf den Vorrichtungen erzeugt.
    • Beispiel 3
  • Unter Verwendung des Verfahrens von Beispiel 1 wurde ein vorkeramisches Silazanpolymer, hergestellt nach dem Verfahren von Gaul in Beispiel 1 von U.S. Patent Nr. 4,395,460, auf eine elektronische Vorrichtung aufgebracht und das Lösemittel durch Trocknen verdampft. Die auf diese Weise abgelagerte vorkeramische Polymerbeschichtung wurde dann durch Erwärmen der beschichteten Vorrichtung für etwa 1 Stunde auf Temperaturen bis zu 400ºC unter Argon keramisiert Dünne Silizium-Stickstoff enthaltende keramische oder keramikähnliche passivierende Beschichtungen von weniger als 2 um (2 Micron) oder etwa 3 x 10&supmin;&sup7; m (3000 Angström )wurden auf diese Weise auf den Vorri htungen erzeugt.
    • Beispiel 4
  • Eine 1-2%ige Lösung Dihydridosilazanpolymer in Diethylether, hergestellt nach dem Verfahren von Seyferth in Beispiel 1 von U.S. Patent Nr. 4,397,828, wurde durch Fließbeschichten auf eine CMOS Vorrichtung aufgebracht. Die beschichtete Vorrichtung wurde in Stickstoff eine Stunde auf 400ºC erwärmt. Die Beschichtung und die Pyrolysebehandlung beeinträchtigte die Funktion der Vorrichtung nicht. Dies wurde mit einem CMOS Leitkreisprüfgerät festgestellt. Die beschichtete Vorrichtung widerstand der Einwirkung von 0,1M NaCl während 4 1/2 Stunden, ehe der Schaltkreis versagte. Eine nicht geschützte CMOS Vorrichtung verliert ihre Funktionsfähigkeit nach Aussetzen einer 0,1M NaCl Lösung in weniger als einer Minute.
    • Beispiel 5
  • Die elektronischen Vorrichtungen, die mit einebnenden Beschichtungen gemäß Beispiel 1-4 beschichtet sind, wurden dann erneut beschichtet mit Sperrschichten wie folgend: Hexafluordisilan wurde bei 500 Torr in einem Pyrexglasreaktionsbehälter zusammen mit der zuvor beschichteten elektronischen Vorrichtung angeordnet, wobei die Beschichtung der elektronischen Einrichtung ein keramisiertes, Stickstoff enthaltendes Material war. Das Hexafluordisilan wurde in den Glasbehälter in einer solchen Weise eingebracht daß Aussetzen der Atmophäre vermieden wird. Der Reaktionsbehälter wurde dann an eine Vakuumleitung angeschlossen und Vakuum erzeugt und der Behälter unter Vakuum mit einem Gas-Sauerstoffbrenner erwärmt. Der Behälter wurde versiegelt mit einem Erdgas-Sauerstoffbrenner und in einem Ofen 30 Minuten erwärmt auf eine Temperatur von etwa 360ºC. Während dieser Zeit zersetzte sich das Hexafluordisilanausgangsmaterial und bildete eine Silizium enthaltende Deckschicht auf der zuvor beschichteten elektronischen Vorrichtung. Die Reaktionsnebenprodukte, Mischungen von verschiedenen Halosilanen und alles nicht umgesetzte Ausgangsmaterial wurde dann durch Evakuieren entfernt, nachdem der Behälter wieder an die Vakuumleitung angeschlossen war. Die keramisch beschichtete elektronische Vorrichtung mit dem darauf zersetzten Hexafluordisilanausgangsmaterial wies eine abgelagerte Silizium enthaltende Deckschicht auf und wurde dann entfernt.
    • Beispiel 6
  • Unter Verwendung des in Beispiel 5 beschriebenen Verfahrens wurde Dichlordisilan thermisch zersetzt in Gegenwart einer keramisch oder keramikähnlichen Si-N beschichteten elektronischen Vorrichtung. Eine amorphe, Silizium enthaltende Deckschicht wurde dadurch auf der keramischen oder keramikähnlich beschichteten elektronischen Vorrichtung abgelagert.

Claims (4)

1. Verfahren zum Ausbilden von Silizium-Stickstoff enthaltenden Beschichtungen auf einer elektronischen Vorrichtung durch Schaffen einer elektronischen Vorrichtung mit einer keramischen oder keramikähnlichen Beschichtung durch Verdünnen eines Silizium und Stickstoff enthaltenden, vorkeramischen Silazanpolymers mit einem Lösemittel, Beschichten einer elektronischen Vorrichtung mit der Polymerlösung, Trocknen der Polymerlösung, um das Lösemittel abzudampfen und dadurch eine vorkeramische Beschichtung auf der elektronischen Vorrichtung abzulagern, und Erwärmen der beschichteten Vorrichtung in Abwesenheit von Luft auf eine Temperatur von 200ºC-400ºC, um eine keramische oder keramikähnlich beschichtete elektronische Vorrichtung zu schaffen.
2. Verfahren zum Ausbilden einer Silizium enthaltenden Beschichtung auf einer elektronischen Vorrichtung, die mit einer keramischen oder keramikähnlichen Silizium- Stickstoff enthaltenden Beschichtung versehen ist, durch:
(A) Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, und
(B) Aufbringen einer Silizium enthaltenden Beschichtung auf die erhaltene, mit keramischer oder keramikähnlicher Beschichtung versehene Vorrichtung durch Zersetzen eines Silans, Polysilans, Halosilans, Halodisilans, Polyhalosilans oder Mischungen derselben in der Dampfphase in einer Reaktionskammer in Gegenwart der keramischen oder keramikähnlich beschichteten Vorrichtung, so daß eine Silizium-Stickstoff enthaltende keramische oder keramikähnlich beschichtete elektronische Vorrichtung mit einer Silizium enthaltenden Beschichtung darauf erhalten wird.
3. Verfahren zum Ausbilden einer Silizium-Stickstoff enthaltenden Beschichtung auf einer elektronischen Vorrichtung, die mit einer keramischen oder keramikähnlichen Silizium-Stickstoff enthaltenden Beschichtung versehen ist, durch:
(A) Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, und
(B) Aufbringen einer Silizium-Stickstoff enthaltenden Beschichtung auf die erhaltene, mit keramischer oder keramikähnlicher Beschichtung versehene Vorrichtung durch Zersetzen eines Silans, Polysilans, Halosilans, Halodisilans, Polyhalosilans oder Mischungen derselben und Ammoniak in der Dampfphase in einer Reaktionskammer bei einer Temperatur von 200ºC bis 400ºC in Gegenwart der keramischen oder keramikähnlich beschichteten Vorrichtung, so daß eine Silizium-Stickstoff enthaltende keramische oder keramikähnlich beschichtete elektronische Vorrichtung mit einer Silizium-Stickstoff enthaltenden Beschichtung darauf erhalten wird.
4. Verfahren zum Ausbilden einer Silizium-Kohlenstoff enthaltenden Beschichtung auf einer elektronischen Vorrichtung, die mit einer keramischen oder keramikähnlichen Silizium-Stickstoff enthaltenden Beschichtung versehen ist, durch:
(A) Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, und
(B) Aufbringen einer Silizium-Kohlenstoff enthaltenden Beschichtung auf die erhaltene, mit keramischer oder keramikähnlicher Beschichtung versehene Vorrichtung durch Zersetzen eines Silans, Polysilans, Halosilans, Halodisilans, Polyhalosilans oder Mischungen derselben und einem Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkanen mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Alkylsilanen und Alkylhalosilanen in der Dampfphase in einer Reaktionskammer in Gegenwart der keramischen oder keramikähnlich beschichteten Vorrichtung, so daß eine Silizium-Stickstoff enthaltende keramische oder keramikähnlich beschichtete elektronische Vorrichtung mit einer Silizium-Kohlenstoff enthaltenden Beschichtung darauf erhalten wird.
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