DE3882831T2 - Verfahren, um gemusterte dünnschichtige Zinnoxidbestandteile herzustellen. - Google Patents

Verfahren, um gemusterte dünnschichtige Zinnoxidbestandteile herzustellen.

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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft die Ausbildung eines dünnen Halbleiter-Zinnoxidfilmelementes auf einem ausgewählten Oberflächenbereich durch thermische Zersetzung einer Zinncarboxylatverbindung, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist, und wie es beispielsweise in einer Veröffentlichung von Chang et al in IEEE Solid-State Sensors Workshop Technical Digest (1986) mit dem Titel "Tin Oxide Microsensors on Thin Silicon Membranes" beschrieben ist. Insbesondere betrifft diese Erfindung solch ein Verfahren, welches eine Fotoresistmaske zur Begrenzung des Elementes verwendet.
  • Die europäische Patentanmeldung 0 230 104 beschreibt einen Gassensor, der ein Gassensorelement in Form eines dünnen Filmes, bestehend aus einem Halbleiter-Zinnoxid, umfaßt. Das Element bedeckt einen Bereich des Sensors, welcher geringer als die Gesamtoberfläche ist. Der Zinnoxidfilm zeichnet sich durch eine nichtstöchiometrische Zusammensetzung mit Sauerstoffunterschuß aus, der einen meßbaren, elektrischen spezifischen Widerstand besitzt, dessen Wert von der Gaszusammensetzung abhängig ist. Eine Methode zur Ausbildung eines dünnen Halbleiter-Zinnoxidfilmes erfolgt durch Sputterablagerung unter Verwendung eines Zinnoxidtargets. Eine geeignetere Methode bedient sich der metalloorganischen Ablagerung (MOD), bei welcher eine Tinte, die eine organische Zinnverbindung wie Zinn(II)-2-ethylhexanoat umfaßt, aufgebracht und gebrannt wird, um einen dünnen Zinnoxidfilm mit der gewünschten Zusammensetzung und gasempfindlichem, spezifischem Widerstand auszubilden. Bislang wird das Zinnoxid auf eine große Oberfläche aufgetragen und geätzt, wobei eine Fotoresistmaske zur Begrenzung des Elementes verwendet wird. Eine typische Maske wird durch Auftrag einer Fotoresistschicht und selektive Exposition der Fotoresistschicht mit Licht in Bereichen, die von dem Bereich des Elementes verschieden sind, ausgebildet. Das Fotoresistmaterial ist im aufgetragenen Zustand in wässriger alkalischer Lösung unlöslich, wird jedoch bei Exposition gegenüber Licht löslich. So wird im Anschluß an die Bestrahlung das Nichtmasken-Fotoresist von der Oberfläche unter Verwendung von alkalischem Lösungsmittel weggewaschen, wobei die Maske zurückbleibt. Zinnoxid löst sich nur langsam in wässriger alkalischer Lösung auf, und so wird es von den nicht erwünschten Bereichen in einem getrennten Ätzvorgang entfernt. Nach dem Ätzen wird die Maske entfernt, um das Element freizulegen.
  • Zum Verständnis der vorliegenden Erfindung ist es hilfreich festzustellen, daß bei einem konventionellen MOD-Verfahren die Tinte vor dem Auftrag der Maske gebrannt werden muß. Die organische Zinntinte ist in wässriger alkalischer Lösung leicht löslich. Wenn eine Fotoresistmaske auf eine nichtgebrannte Tinte aufgetragen wird, wäscht die alkalische Lösung, welche den Nichtmasken-Fotoresist entfernt, ebenfalls die Tinte von der gesamten Oberfläche einschließlich von dem Bereich unter der Maske ab.
  • Es wurde nun gefunden, daß eine partielle Zersetzungsbehandlung der organischen Zinnverbindung vor dem Maskieren die Geschwindigkeit herabsetzt, mit welcher das Zinnmaterial durch alkalische Lösung aufgelöst wird, so daß das Wegwaschen von maskiertem Material geeignet gehemmt wird, während dennoch die Entfernung des nichtmaskierten Materials ermöglicht wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein Verfahren zur Ausbildung eines dünnen Halbleiter-Zinnoxidfilmes auf einem ausgewählten Bereich einer Oberfläche gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale charakterisiert.
  • In Übereinstimmung mit der Erfindung bildet ein verbessertes MOD-Verfahren einen dünnen Halbleiter-Zinnoxidfilm auf einem vorbestimmten Bereich einer Oberfläche aus, ohne daß der Film auf einem benachbarten Bereich ausgebildet wird, was ermöglicht, daß ein Element des Oxidfilmes leicht in einem gewünschten Muster ausgebildet wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das MOD-Verfahren den gleichförmigen Auftrag einer Tinte, die aus einer thermisch zersetzbaren Zinncarboxylatverbindung gebildet wird, auf sowohl den Musterbereich als auch auf den benachbarten Bereich. Die Zinntinte wird in Luft für eine Zeit und auf eine Temperatur erhitzt, die zur partiellen Zersetzung der Verbindung ausreichen, um eine Zwischenverbindung mit verminderter Löslichkeit in wässriger alkalischer Lösung des Typs, wie er als Lösungsmittel zur Entfernung des Nichtmasken-Fotoresistmaterials verwendet wird, herzustellen. Die Zeit und die Temperatur der Behandlung zur partiellen Zersetzung hängen von dem besonderen Zinncarboxylat ab. Für aus Zinn(II)-2-ethylhexanoat kommerzieller Reinheit bestehende Tinte wird eine bevorzugte Stufe der partiellen Zersetzung bei einer Temperatur zwischen etwa 110ºC und 130ºC für eine Zeit zwischen etwa 20 und 30 Minuten durchgeführt. Für eine Zinn(II)-neodecanoat-Tinte liegt ein bevorzugter Bereich der partiellen Zersetzung zwischen etwa 240ºC und 245ºC für zwischen etwa 25 und 30 Minuten.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten MOD-Verfahrens zur Herstellung eines dünnen Halbleiter-Zinnoxidfilmelementes durch thermische Zersetzung einer organischen Zinnverbindung, wobei das Verfahren eine partielle Zersetzung der Zinnverbindung vor dem Auftrag und der Entwicklung einer Fotoresistschicht umfaßt, und wobei es weiter in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Entfernung von nicht erwünschter Zinnverbindung durch auflösung in alkalischem Lösungsmittel, das zur Entfernung von Nichtmasken-Fotoresist eingesetzt wird, umfaßt. Maskierte Bereiche der partiell zersetzten Zinnverbindung verbleiben trotz des Lösungsmittels praktisch intakt. Auf diese Weise wird die nichterwünschte Zinnverbindung in derselben Stufe wie der Nichtmasken-Fotoresist entfernt, wodurch eine getrennte Ätzstufe ausgeschaltet wird, die sonst für die Musterbildung des Filmes erforderlich wäre.
  • Zur Musterbildung der partiell zersetzten Zinnverbindung wird der Film mit einem Fotoresistmaterial beschichtet, das in einem wässrigen alkalischen Lösungsmittel unlöslich ist, bis es lichtexponiert wird. Die Fotoresistschicht wird selektiv gegenüber Licht exponiert, um eine unlösliche Maske zu bilden, welche über dem Bereich des beabsichtigten Elementes liegt. Die Fotoresistschicht wird dann mit wässrigem alkalischen Lösungsmittel in Kontakt gebracht. In nicht-maskierten Bereichen löst das Lösungsmittel das durch das Licht löslich gemachte Fotoresistmaterial weg und danach löst es die darunterliegende, partiell zersetzte Zinnverbindung auf. Im Gegensatz hierzu wird die Maske nicht aufgelöst und schützt die darunterliegende Zinnverbindung vor Auflösung. Weiterhin wäscht das Lösungsmittel die unter der Maske liegende Zinnverbindung seitlich nicht weg, wie dies bei Fehlen einer Behandlung zur partiellen Zersetzung auftreten würde. Auf diese Weise verbleibt die Zinnverbindung in dem Musterbereich, wird jedoch aus dem benachbarten Bereich entfernt.
  • Nachdem die nichterwünschte Zinnverbindung entfernt ist, wird die Fotoresistmaske unter Verwendung eines geeigneten nicht- wässrigen Lösungsmittels entfernt, um die darunterliegende partiell zersetzte Zinnverbindung freizulegen. Die Zinnverbindung wird dann in Luft für eine Zeit und auf eine Temperatur erhitzt, die zum Abschluß der Zersetzung und zur Bildung eines dünnen Halbleiter-Zinnoxidfilmes ausreichen.
  • Auf diese Weise bildet das Verfahren der Erfindung einen dünnen Halbleiter-Zinnoxidfilm nur auf einem vorbestimmten Bereich einer Oberfläche im Gegensatz zu derzeitigen Methoden, welche den dünnen Zinnoxidfilm auf einer gesamten Oberfläche ausbilden und danach zur Entfernung des Zinnoxids aus nichterwünschten Bereichen wegätzen. Die nichterwünschte Zinnverbindung wird in derselben Stufe und unter Verwendung desselben Lösungsmittels wie das nicht-maskierende Fotoresistmaterial entfernt. Jedoch wird die maskierte Zinnverbindung nicht signifikant gestört. Daher vermeidet das Verfahren der Erfindung einen kostspieligen und zeitraubenden Ätzvorgang und reduziert die Anzahl der Stufen, welche zur Ausbildung eines gemusterten, dünnen Halbleiter-Zinnoxidfilmelementes erforderlich sind, wodurch die Zeit und die Kosten zur Herstellung einer Vorrichtung wie eines Gassensors vermindert werden.
  • Beschreibung der Zeichnung
  • Die vorliegende Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, worin:
  • die Fig. 1 bis 4 schematisch eine Abfolge der Stufen zur Herstellung eines dünnen Halbleiter-Zinnoxidfilmelementes in Übereinstimmung mit dieser Erfindung wiedergeben; und
  • die Fig. 5 ein Diagramm der thermogravimetrischen Analyse ist, in welchem die Abszisse die Temperatur und die Ordinate das Gewicht angeben.
  • Ins einzelne gehende Beschreibung der Erfindung
  • Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung werden durch die folgenden Beispiele erläutert:
  • Beispiel I
  • In diesem Beispiel, welches unter Bezugnahme auf die Fig.1 bis 4 erläutert wird, wurde ein dünner Halbleiter-Zinnoxidfilm durch thermische Zersetzung von Zinn(II)-2-ethylhexanoatverbindung hergestellt.
  • Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 umfaßt ein bevorzugtes Siliziumwafersubstrat 10 eine thermisch aufgewachsene Siliziumdioxidoberflächenschicht 12. Eine Tinte wurde durch Auflösen von 1 g Zinn(II)-2-ethylhexanoat, Handelsprodukt erhalten von Alfa Products Division of Morton Thiokol, Inc., U.S.A., in 1 ml ultrareinem Xylol hergestellt. Die Tintenlösung wurde auf die Schicht 12 aufgetragen und gleichförmig durch Rotation (Spinnen) des Substrates 10 mit etwa 3000 Upm für etwa 120 sec verteilt. Das Xylollösungsmittel wurde bei Umgebungstemperatur verdampfen gelassen, wonach der Tintenrückstand einen klebrigen Film der Größenordnung von 500 nm (5000 Å) Dicke bildete. Gemäß dieser Erfindung wurde der Tintenfilm unter Exposition gegenüber Luft auf etwa 120ºC für etwa 30 min unter Bildung eines partiell zersetzten Filmes 14 in Fig. 1 erhitzt.
  • Ein Positiv-Fotoresistmaterial wurde auf den Film 14 aufgebracht und bestrahlt, um eine Schicht auszubilden, die einen alkali-löslichen Nichtmasken-Anteil 16 und eine alkali-unlösliche Maske 18 umfaßte, wie in Fig. 2 gezeigt. Ein bevorzugtes, kommerzielles Fotoresistmaterial wurde von Shipley Co., Inc., U.S.A. unter der Warenbezeichnung AZ-1350J erhalten, und es umfaßt eine ortho-Diazoketonverbindung, aufgelöst in einem verdampfbaren, organischen Lösungsmittel. Die kommerzielle Flüssigkeit wurde auf die Schicht 14 aufgetragen und durch Rotation (Spinnen) des Substrates 10 mit etwa 5000 Upm verteilt. Im Anschluß an das Trocknen wurde das Fotoresistmaterial bei etwa 85ºC für etwa 10 min vorgebacken. Nichtmasken-Bereiche 16 der Fotoresistschicht wurden selektiv gegenüber UV-Licht exponiert, um das Fotoresistmaterial in eine Carboxylsäureform, die in wässriger alkalischer Lösung löslich ist, umzuwandeln, ohne daß die Maske 18 exponiert wurde, so daß die Maske 18 in der alkali-unlöslichen Form verblieb.
  • Das die bestrahlte Fotoresistschicht tragende Substrat 10 wurde für etwa 30 sec in 0,6 N wässriges alkalisches Lösungsmittel, das von Shipley Co., Inc., U.S.A. unter der Warenbezeichnung Microposit Developer erhalten wurde, eingetaucht (unverdünnt angewandt). Die alkalische Lösung löste Nichtmasken-Fotoresistanteile 16 auf, löste jedoch nicht die Maske 18 auf. In Übereinstimmung mit dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung löste die alkalische Lösung gleichzeitig die Zinnverbindung 14, welche unter dem Nichtmasken-Fotoresistanteil 16 lag, auf. Jedoch erodierte das Lösungsmittel die partiell zersetzte Zinnverbindung 20, welche unter der Maske lag, wie in Fig. 3 gezeigt, nicht signifikant.
  • Die Maske 18 wurde durch Eintauchen in Aceton für etwa 5 min entfernt, wodurch der Film 20 exponiert wurde. Die den Film 20 tragende Oberfläche wurde in Luft auf eine Temperatur von etwa 500ºC für etwa 1 h erhitzt, um die Zersetzung der Zinnverbindung zu vervollständigen und ein dünnes Zinnoxidfilmelement 22, wie in Fig. 4 gezeigt, auszubilden. Das erzeugte, dünne Filmelement 22 ist zwischen etwa 100 und 200 nm (etwa 1000 und 2000 Å) dick und zur Verwendung als Gassensorelement geeignet.
  • Vergleichsbeispiel IA
  • Zum Vergleich wurde die Arbeitsweise von Beispiel I befolgt, jedoch ohne die Behandlung der partiellen Zersetzung vor der Musterbildung, wie in der vorliegenden Erfindung. Die Zinn(II)- 2-ethylhexanoat-tinte wurde in Xylollösung aufgebracht und getrocknet. Eine Positiv-Fotoresistschicht wurde aufgebracht und bestrahlt, um eine Maske zu bilden, wie in Beispiel I. Wenn das die Fotoresistschicht tragende Substrat in alkalisches Lösungsmittel wie in Beispiel I eingetaucht wurde, löste das Lösungsmittel jedoch die Tinte von der gesamten Oberfläche ab, einschließlich aus den Teilen unterhalb der Maske. Die erhaltene Oberfläche war praktisch frei von Zinnverbindung, so daß kein Oxidfilmelement gebildet werden konnte.
  • Vergleichsbeispiel Ib
  • Zum Vergleich wurde die Arbeitsweise von Beispiel I befolgt, jedoch wurde die organische Zinnverbindung vollständig vor dem Auftrag der Fotoresistschicht zersetzt. Das Zinn(II)-2- ethylhexanoat wurde in Xylollösung aufgebracht, getrocknet und an Luft bei etwa 450ºC für 1 h gebrannt, wodurch ein dünner Zinnoxidfilm gebildet wurde, der die gesamte Substratoberfläche bedeckte. Eine Fotoresistschicht wurde, wie in Beispiel I, aufgebracht und bestrahlt. Die bestrahlte Fotoresistschicht wurde in das in Beispiel I verwendete, alkalische Lösungsmittel eingetaucht. Nichtmasken-Fotoresistmaterial wurde durch das Lösungsmittel aufgelöst, jedoch wurde der Zinnoxidfilm nicht signifikant entfernt. So waren zusätzliche Stufen erforderlich, um den dünnen Zinnoxidfilm von den nichtmaskierten Substratoberflächen wegzuätzen und dadurch das gewünschte Element zu begrenzen.
  • Beispiel II
  • In diesem Beispiel wurde die Arbeitsweise von Beispiel I befolgt, jedoch wurde eine Tinte verwendet, die Zinn(II)-neodecanoatverbindung enthielt. Zinn(II)-neodecanoat wurde durch Reaktion von Neodecansäure und Zinnethoxid hergestellt. Die Tinte wurde durch Auflösen von 1,0 g Zinn(II)-neodecanoat in 1 ml Xylol hergestellt. Die Tinte wurde durch Rotation (Spinnen) aufgetragen und getrocknet. Der getrocknete Tintenfilm wurde durch Erhitzen in Luft auf eine Temperatur zwischen etwa 240ºC und 245ºC für etwa 30 min partiell zersetzt. Eine Fotoresistschicht wurde aufgetragen und selektiv gegenüber UV-Licht exponiert, um eine Maske zu bilden, unter Befolgung der Stufen von Beispiel I. Nichtmasken-Fotoresist wurde durch Auflösung unter Verwendung von wässrigem alkalischem Lösungsmittel entfernt. In Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wurde partiell zersetzte Zinnverbindung, welche unter dem exponierten Fotoresistmaterial lag, ebenfalls in dem Lösungsmittel aufgelöst, während die unter der Maske liegende, partiell oxidierte Zinnverbindung nicht signifikant zerstört wurde. Nach Entfernen der Maske wurde der als Muster ausgebildete Film der Zinnverbindung in Luft für etwa 30 min bei einer Temperatur von etwa 450ºC gebrannt. Das erhaltene, dünne Zinnoxidfilmelement zeigte zufriedenstellende Halbleiter- und Gassensoreigenschaften.
  • Daher bildet das verbesserte MOD-Verfahren dieser Erfindung einen dünnen Halbleiter-Zinnoxidfilm auf einem ausgewählten Bereich einer Oberfläche durch thermische Zersetzung einer Zinn(II)-carboxylatverbindung aus, ohne daß der Oxidfilm auf benachbarten Bereichen ausgebildet wird. Geeignete Zinn(II)- verbindungen sind durch eine Molekülform gekennzeichnet, die Zinn gebunden an Sauerstoff einer Carboxylgruppe eines organischen Basisanteiles umfaßt, im Gegensatz zu einer Organozinnverbindung, welche eine Zinn-Kohlenstoffbindung aufweist. Zinn(II) bezeichnet den Oxidationszustand +2. Daher ist das Zinn typischerweise an zwei Carboxyleinheiten gebunden. Dies bedeutet, daß das Zinn(II)-2-ethylhexanoat in Beispiel I zwei 2-Ethylhexanoatgruppen umfaßt, was durch die Formel Sn(C&sub8;H&sub1;&sub5;O&sub2;)&sub2; angezeigt wird. Zinn(II)-neodecanoat, wie in Beispiel II, wird durch die Formel Sn(C&sub1;&sub0;H&sub1;&sub9;O&sub2;)&sub2; bezeichnet. Es wird angenommen, daß Zinn(IV)-verbindungen, welche allgemein ein Halogenid einschließen, sich nicht zu einer Zwischenverbindung thermisch zersetzt, die geeignete Löslichkeit für eine Musterbildung unter Verwendung alkalischer Lösung nach dem Verfahren dieser Erfindung aufweist.
  • Beim Erhitzen zersetzen sich Zinn(II)-carboxylatverbindungen unter Bildung eines verdampfbaren organischen Nebenproduktes und Zinnoxid. Obwohl die Zersetzung bevorzugt in Luft durchgeführt wird, wird angenommen, daß wegen der relativ niedrigen Temperatur die Zersetzung keine Reaktion mit Umgebungssauerstoff einschließt. Zinn(II)-carboxylate besitzen im allgemeinen hohe Löslichkeit in alkalischer Lösung, insbesondere in alkalischer Lösung des Typs, wie er zum Abstreifen von Nichtmasken-Positiv-Fotoresistmaterial verwendet wird, so daß die Verbindung selbst dann weggewaschen wird, obwohl sie unter einer Maske liegt, wie im Vergleichsbeispiel IA gezeigt. Im Gegensatz dazu ist Zinnoxid, das aus der organischen Zinnverbindung abstammt, in alkalischer Lösung praktisch unlöslich, wie im Vergleichsbeispiel IB gezeigt, so daß eine Ätzstufe erforderlich ist, um den einmal gebildeten Zinnoxidfilm mit einem Muster zu versehen.
  • In Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird das Zinncarboxylat einer Behandlung einer partiellen Zersetzung vor der Musterbildung unterworfen, um die Löslichkeit um einen Wert zu vermindern, welcher die Auflösung des nichtmaskierten Filmes in dem Fotoresist-Entwicklerlösungsmittel ermöglicht, während die Auflösung der maskierten Verbindung gehemmt wird. Die Zeit und die Temperatur der Behandlung vor der Musterbildung hängt von der besonderen Tintenverbindung ab. Für eine bevorzugte Zinn(II)-2-ethylhexanoatverbindung kommerzieller Reinheit in den beschriebenen Ausführungsformen umfaßt eine geeignete Behandlung 20 bis 30 min bei 110ºC bis 130ºC. Es wird gefunden, daß Erhitzen auf eine geringere Temperatur als etwa 110ºC die Auflösung des maskierten Filmes nicht zufriedenstellend hemmt. Ebenfalls wird gefunden, daß eine Behandlungstemperatur von größer als etwa 130ºC die Auflösung signifikant hemmt, wodurch die zur Entfernung der nichterwünschten Zinnverbindung unter Verwendung des Fotoresistlösungsmittels erforderliche Zeit in nichterwünschter Weise ausgedehntn wird.
  • Das Zersetzungsverhalten der in Beispiel I eingesetzten Zinn(II)- 2-ethylhexanoatverbindung von kommerzieller Reinheit wird durch die thermogravimetrische Analyse in Fig. 5 wiedergegeben. Die Daten wurden unter Verwendung eines thermogravimetrischen Analysators, erhalten von duPont Corporation unter der Warenbezeichnung Modell 9900, erhalten. Eine lösungsmittelfreie Probe der kommerziellen Verbindung wurde von Zimmertemperatur mit einer Geschwindigkeit von 10ºC pro Minute in Luft erhitzt, während die Probe kontinuierlich gewogen wurde. Fig. 5 zeigt das gemessene Probengewicht als Funktion der Temperatur. Der Gewichtsverlust bei Temperaturen geringer als 102ºC wird hauptsächlich der Verflüchtigung der Zinn(II)-2-ethylhexanoatverbindung zugeschrieben. Bei höheren Temperaturen erzeugt die Zersetzung der Zinn( II)-2-ethylhexanoatverbindung ein organisches Nebenprodukt, das verdampft, wodurch Gewichtsverlust auftritt. Es wird angenommen, daß die Zersetzung in zwei Stufen voranschreitet. Während der ersten Stufe, die bei Temperaturen geringer als 260ºC auftritt, wird angenommen, daß das Zinn(II)-2-ethylhexanoat sich zu einer Zinnzwischenverbindung zersetzt, welche als partielles Oxid bezeichnet wird. Bei Temperaturen oberhalb 300ºC wird der Gewichtsverlust der weiteren Zersetzung der Zwischenverbindung unter Bildung des gewünschten Zinnoxids zugeschrieben. Oberhalb etwa 389ºC tritt ein minimaler weiterer Gewichtsverlust auf, was ein stabiles Zinnoxid anzeigt. Ein bevorzugter Temperaturbereich vor der Musterbildung ist zwischen den Punkten A und B angezeigt.
  • Eine theremogravimetrische Analyse für die Zinnneodecanoatverbindung in Beispiel II ist vergleichbar der Fig. 5, jedoch bei relativ höheren Temperaturen. Bei Temperaturen bis zu etwa 228ºC wird der Gewichtsverlust hauptsächlich der Verflüchtigung zugeschrieben. Oberhalb etwa 228ºC nimmt das Gewicht rasch als Folge der thermischen Zersetzung ab. Die Bildung einer Zwischenverbindung tritt hauptsächlich bis zu etwa 302ºC auf. Oberhalb etwa 302ºC erfährt das Zwischenprodukt weitere Zersetzung unter Bildung des gewünschten Zinnoxids. Keine signifikante Gewichtsveränderung wird oberhalb etwa 420ºC gefunden, was die Bildung von stabilem Oxid anzeigt. Ein bevorzugter Bereich der partiellen Zersetzung vor der Musterbildung ist 240ºC bis 245ºC.
  • Daher hängt der Temperaturbereich, in dem eine Zinn(II)-carboxylatverbindung sich zersetzt, von der besonderen Verbindung ab. Der Bereich der Zersetzungstemperatur ist ebenfalls von Verunreinigungen in der Tinte abhängig. In Beispiel I enthielt eine Verbindung kommerzieller Reinheit, welche mit der Zersetzung bei etwa 102ºC begann, Natrium in ausreichender Menge, um einen Oxidfilm zu bilden, der 4 Gew.-% Natriumoxid enthielt. Thermogravimetrische Analyse von hochreiner Zinn(II)-2-ethylhexanoatverbindung zeigt, daß die Zersetzung bei etwa 200ºC beginnt. Die signifikant niedrigere Zersetzungstemperatur des kommerziellen Materials wird der Anwesenheit der Natriumverunreinigung zugeschrieben. Metallorganische Zusätze wie Platinverbindung, welche in die Tinte zur Beeinflussung der Gassensoreigenschaften des Zinnoxidfilmes eingemischt wird, können ebenfalls die Zersetzungstemperaturen der Tinte beeinflussen. In ähnlicher Weise hängt eine effektive Temperatur für eine partielle Zersetzung einer Zinncarboxylatverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung von der besonderen Verbindung ab. Im allgemeinen wird angenommen, daß eine geeignete Temperatur der partiellen Zersetzung vor der Musterbildung innerhalb eines Bereiches liegt, der zum Beginn der Zersetzung der Verbindung ausreicht, jedoch nicht ausreicht, um Oxidprodukt zu bilden; dies bedeutet, ausreichend zur Herstellung eines Zwischenproduktes mit verminderter Löslichkeit, jedoch nicht zur Zersetzung des Zwischenproduktes.
  • In den Beispielen wurde der partiell zersetzte Film unter Verwendung eines Positiv-Fotoresists gemustert, bei welchem Nichtmaskenbereiche bestrahlt werden, um ein lösliches Material zu bilden. Jedoch kann die vorliegende Erfindung ebenfalls in geeigneter Weise unter Verwendung eines Negativ-Fotoresistmaterials durchgeführt werden, worin Maskenbereiche bestrahlt werden. Nichtmasken-Negativ-Fotoresist wird typischerweise durch ein nicht-wässriges Lösungsmittel entfernt, so daß eine zusätzliche alkalische Behandlung erforderlich sein kann, um nichterwünschte Zinnverbindung zu entfernen.
  • Obwohl in den Beispielen nichterwünschte Zinnverbindung unter Verwendung von kommerziellem Fotoresist-Entwicklerlösungsmittel entfernt wurde, kann auch eine andere wässrige alkalische Lösung verwendet werden, beispielsweise Kaliumhydroxid.
  • Obwohl dünne Halbleiter-Zinnoxidfilmelemente, wie sie nach der Erfindung hergestellt wurden, besonders brauchbar zum Gasaufspüren sind, kann die Erfindung geeigneterweise durchgeführt werden, um ein Halbleiterelement für andere Zwecke, wie ein Widerstandselement für einen integrierten Schaltkreis, herzustellen.

Claims (4)

1. Verfahren zur Ausbildung eines dünnen Halbleiter-Zinnoxidfilmes (22) auf einem ausgewählten Bereich einer Oberfläche (12), so daß der Film in einem gewünschten Muster ausgebildet wird, wobei der dünne Zinnoxidfilm (22) bei dem Verfahren aus dem Erhitzen eines auf diese Oberfläche aufgebrachten Tintenfilmes, der eine thermisch zersetzbare Zinn( II)-carboxylatverbindung enthält, hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verfahren umfaßt: gleichförmigen Auftrag eines Tintenfilmes, der eine thermisch zersetzbare Zinn(II)-carboxylatverbindung enthält, auf sowohl den ausgewählten Bereich als auch benachbarte Bereiche, Erhitzen des Tintenfilmes für eine Zeit und auf eine Temperatur, die zur teilweisen Zersetzung der Zinn(II)-carboxylatverbidung unter Bildung eines Filmes (14) mit reduzierter Löslichkeit in wässriger, alkalischer Lösung ausreichen, Beschichten dieses partiell zersetzten Filmes (14) mit einer Fotoresistschicht (16, 18), so daß der ausgewählte Bereich eine in wässriger, alkalischer Lösung unlösliche Fotoresistmaske (18) trägt, Entfernung des Fotoresistmaterials von den benachbarten Bereichen unter Exposition der darunterliegenden, partiell zersetzten Zinnverbindung, wobei diese partiell zersetzte Zinnverbindung in dem ausgewählten Bereich durch diese Maske (18) geschützt ist, Entfernung der exponierten, partiell zersetzten Zinnverbindung durch Auflösen mit wässriger, alkalischer Lösung, wobei die Fotoresistmaske (18) die partiell zersetzte Zinnverbindung (20) in dem ausgewählten Bereich vor Auflösung schützt, Entfernen des Fotoresistmaterials aus dem ausgewählten Bereich zur Exposition der partiell zersetzten Zinnverbindung (20), und Erhitzen der partiell zersetzten Zinnverbindung (20) für eine Zeit und auf eine Temperatur, die zur weiteren Zersetzung der Verbindung ausreichen, um diesen dünnen Halbleiter-Zinnoxidfilm (22) auf dem ausgewählten Bereich jedoch nicht auf den benachbarten Bereichen auszubilden.
2. Verfahren zur Ausbildung eines dünnen Halbleiter-Zinnoxidfilmes (22) auf einem ausgewählten Bereich einer Oberfläche nach Anspruch 1, bei welchem die Fotoresistschicht, die auf die partiell zersetzte Zinnverbindung aufgebracht wird, in wässriger, alkalischer Lösung im wesentlichen unlöslich ist, die über den benachbarten Bereichen liegende Fotoresistschicht (16) unter Bildung eines Materials, das in wässrigem, alkalischem Lösungsmittel löslich ist, selektiv bestrahlt wird, wobei das nicht-bestrahlte, alkalischunlösliche Fotoresistmaterial, das über dem ausgewählten Bereich liegt, diese Maske (18) bildet, und die die bestrahlte Fotoresistschicht (16) tragende Oberfläche wässrigem, alkalischem Lösungsmittel exponiert wird, um sowohl dieses lösliche Fotoresistmaterial von den benachbarten Bereichen zu entfernen, als auch die darunterliegende partiell zersetzte Zinnverbindung aufzulösen.
3. Verfahren zur Ausbildung eines dünnen Halbleiter-Zinnoxidfilmes (22) auf einem ausgewählten Bereich einer Oberfläche nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Tintenfilm hauptsächlich aus Zinn(II)-2-ethylhexanoat besteht und durch Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 110º C und 130º C für eine Zeit zwischen 20 und 30 Minuten partiell zersetzt wird.
4. Verfahren zur Ausbildung eines dünnen Halbleiter-Zinnoxidfilmes (22) auf einem ausgewählten Bereich einer Oberfläche nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Zinn(II)-carboxylatverbindung im wesentlichen aus Zinn(II)-neodecanoat besteht und durch Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 240º C und 245º C für eine Zeit zwischen 20 und 30 Minuten partiell zersetzt wird.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2542643B2 (ja) * 1987-10-31 1996-10-09 株式会社東芝 センサの製造方法
US5688565A (en) * 1988-12-27 1997-11-18 Symetrix Corporation Misted deposition method of fabricating layered superlattice materials
US6056994A (en) * 1988-12-27 2000-05-02 Symetrix Corporation Liquid deposition methods of fabricating layered superlattice materials
US5100764A (en) * 1989-12-26 1992-03-31 Iowa State University Research Foundation, Inc. Method of making patterned metal oxide films comprising a sol-gel of metal oxide and a photoactive compound
US5468679A (en) * 1991-02-25 1995-11-21 Symetrix Corporation Process for fabricating materials for ferroelectric, high dielectric constant, and integrated circuit applications
US5643369A (en) * 1993-06-24 1997-07-01 Fuji Xerox Co., Ltd. Photoelectric conversion element having an infrared transmissive indium-tin oxide film
FR2812723B1 (fr) 2000-08-01 2002-11-15 Centre Nat Rech Scient Capteur de molecules gazeuses reductrices
JP2003045771A (ja) * 2001-07-27 2003-02-14 Murata Mfg Co Ltd パターン形成方法及び回路基板の製造方法
GB0222360D0 (en) * 2002-09-26 2002-11-06 Printable Field Emitters Ltd Creating layers in thin-film structures
KR101137368B1 (ko) 2005-04-29 2012-04-20 삼성에스디아이 주식회사 카르복시산 전구체를 이용한 이산화주석 나노 입자의제조방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3001125A1 (de) * 1980-01-14 1981-07-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur herstellung einer fluessigkristallanzeige
JPS57120849A (en) * 1981-01-19 1982-07-28 Fuigaro Giken Kk Waste gas sensor
JPS58158549A (ja) * 1982-03-16 1983-09-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd No↓2ガス検知器
CA1216330A (en) * 1983-02-07 1987-01-06 Junji Manaka Low power gas detector
US4706493A (en) * 1985-12-13 1987-11-17 General Motors Corporation Semiconductor gas sensor having thermally isolated site

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EP0297732B1 (de) 1993-08-04
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