JP2505809B2 - 二酸化珪素被膜の製造方法 - Google Patents
二酸化珪素被膜の製造方法Info
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- JP2505809B2 JP2505809B2 JP14635287A JP14635287A JP2505809B2 JP 2505809 B2 JP2505809 B2 JP 2505809B2 JP 14635287 A JP14635287 A JP 14635287A JP 14635287 A JP14635287 A JP 14635287A JP 2505809 B2 JP2505809 B2 JP 2505809B2
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- Japan
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- silicon dioxide
- dioxide film
- substrate
- heating
- heat treatment
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は二酸化珪素被膜の製造方法に関し、特にシリ
コン等の半導体基材、ポリカーボネート等の高分子材料
基材等の高温加熱を好まない基材の表面にち密な二酸化
珪素被膜を製造するのに適した二酸化珪素被膜の製造方
法に関する。
コン等の半導体基材、ポリカーボネート等の高分子材料
基材等の高温加熱を好まない基材の表面にち密な二酸化
珪素被膜を製造するのに適した二酸化珪素被膜の製造方
法に関する。
従来、二酸化珪素が過飽和状態となった珪弗化水素酸
水溶液と、ガラス、セラミックス、プラスチック、金
属、半導体などの基材とを接触させて、基材表面に二酸
化珪素被膜を作成する方法が知られている。（例えば特
開昭60-258480） 又特に、シリコン基材等の半導体基板の表面に、上記
方法で二酸化珪素被膜を作成した後400〜800℃の温度で
焼成し、該二酸化珪素被膜をち密な被膜とする方法が知
られている。（例えば特開昭61-12034） 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記二酸化珪素の過飽和状態の珪弗化水素酸と基材と
を接触させて基材表面に二酸化珪素被膜を析出させる方
法（以後析出法と略称する）によれば、プラスチック基
材、シリコン基材等の表面に低温で比較的ち密な二酸化
珪素被膜を作成できる利点を有するものの、該二酸化珪
素被膜中には、水溶液中で作成された事に基づく微量の
OH基が残存し、被膜の特性が低いという問題点があっ
た。また該残留OH基を除去してさらにち密な二酸化珪素
被膜とするためには、300〜800℃という温度で10〜60分
間保つという加熱処理が必要とされ、耐熱性の悪いプラ
スチック材（例えばポリカーボネート約135℃、ポリメ
チルメタクリレート70〜90℃）に対してはち密化が行な
えないという問題点があった。
水溶液と、ガラス、セラミックス、プラスチック、金
属、半導体などの基材とを接触させて、基材表面に二酸
化珪素被膜を作成する方法が知られている。（例えば特
開昭60-258480） 又特に、シリコン基材等の半導体基板の表面に、上記
方法で二酸化珪素被膜を作成した後400〜800℃の温度で
焼成し、該二酸化珪素被膜をち密な被膜とする方法が知
られている。（例えば特開昭61-12034） 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記二酸化珪素の過飽和状態の珪弗化水素酸と基材と
を接触させて基材表面に二酸化珪素被膜を析出させる方
法（以後析出法と略称する）によれば、プラスチック基
材、シリコン基材等の表面に低温で比較的ち密な二酸化
珪素被膜を作成できる利点を有するものの、該二酸化珪
素被膜中には、水溶液中で作成された事に基づく微量の
OH基が残存し、被膜の特性が低いという問題点があっ
た。また該残留OH基を除去してさらにち密な二酸化珪素
被膜とするためには、300〜800℃という温度で10〜60分
間保つという加熱処理が必要とされ、耐熱性の悪いプラ
スチック材（例えばポリカーボネート約135℃、ポリメ
チルメタクリレート70〜90℃）に対してはち密化が行な
えないという問題点があった。
また、300〜800℃の加熱に対して耐熱性を有するシリ
コン等の半導体基材においても、加熱処理によって半導
体中に熱拡散法やイオン注入法でドーピングしたドーピ
ング元素（例えばP,B,As等）が再拡散し、該半導体中に
作成したＰ型、Ｎ型等の半導体領域が拡大したり、該半
導体の特性低下を引き起こしたりする問題点があった。
コン等の半導体基材においても、加熱処理によって半導
体中に熱拡散法やイオン注入法でドーピングしたドーピ
ング元素（例えばP,B,As等）が再拡散し、該半導体中に
作成したＰ型、Ｎ型等の半導体領域が拡大したり、該半
導体の特性低下を引き起こしたりする問題点があった。
本発明は上記問題点を解決するために、二酸化珪素の
過飽和状態となった珪弗化水素酸水溶液と基材とを接触
させて基材表面に二酸化珪素被膜を析出させた後加熱焼
成する二酸化珪素被膜の製造方法において、該加熱焼成
手段として誘電加熱処理を用いている。
過飽和状態となった珪弗化水素酸水溶液と基材とを接触
させて基材表面に二酸化珪素被膜を析出させた後加熱焼
成する二酸化珪素被膜の製造方法において、該加熱焼成
手段として誘電加熱処理を用いている。
該誘電加熱としては、該残留OH基を含む二酸化珪素に
有効に吸収される周波数による加熱が好ましく、又電波
法の規制値等の関係から2450MHz±50MHz,5800MHz±75MH
z,22125MHz±125MHz,915MHz±25MHz等の周波数が望まし
い。又該加熱は、二酸化珪素被膜に対して有効に作用
し、基板等になるべく影響を与えないエネルギー量が好
ましく、基板表面の二酸化珪素被膜１cm2あたり0.1W・
Ｈ〜12W・Ｈであることが望ましい。又該加熱処理は短
時間に集中して行なわれる事が効率上好ましく10秒〜15
分の時間内に処理されることが、効率および基板を不必
要に加熱しないために好ましい。
有効に吸収される周波数による加熱が好ましく、又電波
法の規制値等の関係から2450MHz±50MHz,5800MHz±75MH
z,22125MHz±125MHz,915MHz±25MHz等の周波数が望まし
い。又該加熱は、二酸化珪素被膜に対して有効に作用
し、基板等になるべく影響を与えないエネルギー量が好
ましく、基板表面の二酸化珪素被膜１cm2あたり0.1W・
Ｈ〜12W・Ｈであることが望ましい。又該加熱処理は短
時間に集中して行なわれる事が効率上好ましく10秒〜15
分の時間内に処理されることが、効率および基板を不必
要に加熱しないために好ましい。
誘電加熱処理では物質の誘電損ε″（＝ε′tanδ
ε′：実効誘電率、tanδ：誘電損係数）と発振周波数
ｆおよび電解Ｅの２乗に比例して加熱できる。したがっ
て一定条件下で誘電加熱処理を行なう場合には加熱しよ
うとする物質の誘電損ε″により加熱される程度（たと
えば温度）が異なってくる。
ε′：実効誘電率、tanδ：誘電損係数）と発振周波数
ｆおよび電解Ｅの２乗に比例して加熱できる。したがっ
て一定条件下で誘電加熱処理を行なう場合には加熱しよ
うとする物質の誘電損ε″により加熱される程度（たと
えば温度）が異なってくる。
上記析出法による二酸化珪素被膜は比誘電率が４〜７
誘電損係数は0.01〜0.1であり、またプラスチック成形
体ではたとえばポリカーボネートでは比誘電率2.96、誘
電損係数0.01である。したがって上記析出法による二酸
化珪素被膜のほうがポリカーボネートに比べて1.3〜24
倍加熱されやすいことになる。
誘電損係数は0.01〜0.1であり、またプラスチック成形
体ではたとえばポリカーボネートでは比誘電率2.96、誘
電損係数0.01である。したがって上記析出法による二酸
化珪素被膜のほうがポリカーボネートに比べて1.3〜24
倍加熱されやすいことになる。
そこで本発明によれば、基材を著るしく加熱すること
なく二酸化珪素被膜を加熱することができ、該二酸化珪
素被膜をち密化することができる。
なく二酸化珪素被膜を加熱することができ、該二酸化珪
素被膜をち密化することができる。
〔実施例〕 パーフルオロアルキルカルボン酸塩（フッ素系界面活
性剤：旭硝子（株）製商品名サーフロンＳ−113固形分
濃度30％）1g及びポリエチレングリコールモノステアレ
ート（ｎ＝25）1gを水１に溶解した溶液に、たて100m
m,よこ100mm,厚さ1.1mmのポリカーボネート平板を、浸
漬し、8cm/minの速度で引き上げ、100℃の熱風乾燥炉で
１時間乾燥を行なった。
性剤：旭硝子（株）製商品名サーフロンＳ−113固形分
濃度30％）1g及びポリエチレングリコールモノステアレ
ート（ｎ＝25）1gを水１に溶解した溶液に、たて100m
m,よこ100mm,厚さ1.1mmのポリカーボネート平板を、浸
漬し、8cm/minの速度で引き上げ、100℃の熱風乾燥炉で
１時間乾燥を行なった。
その後上記の界面活性剤を被着させたポリカーボネー
ト基板の表面に第１図に示す二酸化珪素被膜製造装置を
用いて二酸化珪素被膜を作成した。
ト基板の表面に第１図に示す二酸化珪素被膜製造装置を
用いて二酸化珪素被膜を作成した。
第１図において浸漬槽は外槽（１）と内槽（２）から
なり、内槽と外槽の間には水（３）が満してある。この
水は温度が35℃となるようヒーター（４）で加熱され、
かつ温度分布均一化のため攪拌器（５）で攪拌されてい
る。内槽（２）は前部（６）、中部（７）、後部（８）
の３つの部分から成り、各部には工業用シリカゲル粉末
を二酸化珪素の供給源として二酸化珪素を溶解・飽和さ
せた2mol/lの濃度の珪弗化水素酸水溶液3lが反応液とし
て満たしてある。ここでまず循環ポンプ（10）を作動さ
せ内槽後部（８）の反応液を一定量ずつ汲出してフィル
ター（11）でろ過し内槽前部（６）へ戻す処理液循環を
開始した。
なり、内槽と外槽の間には水（３）が満してある。この
水は温度が35℃となるようヒーター（４）で加熱され、
かつ温度分布均一化のため攪拌器（５）で攪拌されてい
る。内槽（２）は前部（６）、中部（７）、後部（８）
の３つの部分から成り、各部には工業用シリカゲル粉末
を二酸化珪素の供給源として二酸化珪素を溶解・飽和さ
せた2mol/lの濃度の珪弗化水素酸水溶液3lが反応液とし
て満たしてある。ここでまず循環ポンプ（10）を作動さ
せ内槽後部（８）の反応液を一定量ずつ汲出してフィル
ター（11）でろ過し内槽前部（６）へ戻す処理液循環を
開始した。
その後0.5mol/lのホウ酸水溶液（12）を0.2ml/分の速
度で連続的に内槽後部（８）に滴下し10時間保持した。
この状態で反応液は適度なSiO2過飽和度を有する処理液
となった。
度で連続的に内槽後部（８）に滴下し10時間保持した。
この状態で反応液は適度なSiO2過飽和度を有する処理液
となった。
ここでフィルター（11）の絶対除去率を1.5μｍおよ
び処理液循環量を240ml/分（処理液全量が約3lであるの
で循環量は８％／分である）と調整した。そして前記界
面活性剤を被着させたポリカーボネート平板（９）を内
槽中部（７）に垂直に浸漬し、前記条件（0.5mol/lのホ
ウ酸水溶液を0.2ml/分で添加し、８％／分の循環をし、
1.5μｍのフィルターでろ過する）で６時間保持した。
び処理液循環量を240ml/分（処理液全量が約3lであるの
で循環量は８％／分である）と調整した。そして前記界
面活性剤を被着させたポリカーボネート平板（９）を内
槽中部（７）に垂直に浸漬し、前記条件（0.5mol/lのホ
ウ酸水溶液を0.2ml/分で添加し、８％／分の循環をし、
1.5μｍのフィルターでろ過する）で６時間保持した。
上記処理で得られた二酸化珪素被膜の膜厚は約170nm
であった。
であった。
上記二酸化珪素被膜を付着させたポリカーボネート平
板を４分割し、そのうち３枚を発振周波数2450MHz、出
力600Wの誘電加熱処理装置を用いてそれぞれ１分間、15
分間、30分間加熱処理を行なった。加熱処理後もいずれ
のポリカーボネート平板も変形しておらず、該加熱処理
によるポリカーボネート平板の温度上昇は約135℃以下
であったと推定される。
板を４分割し、そのうち３枚を発振周波数2450MHz、出
力600Wの誘電加熱処理装置を用いてそれぞれ１分間、15
分間、30分間加熱処理を行なった。加熱処理後もいずれ
のポリカーボネート平板も変形しておらず、該加熱処理
によるポリカーボネート平板の温度上昇は約135℃以下
であったと推定される。
上記誘電加熱処理を行なった二酸化珪素被膜と誘電加
熱処理を行なわなかった二酸化珪素被膜のエッチレート
を測定した。エッチング液は48％HF:70％HNO3：H2O＝3:
2:60（容積比）を用いて22℃で行なった。その結果を第
１表に示す。第１表の結果から該誘電加熱処理により上
記二酸化珪素被膜が緻密化していることが判明した。
熱処理を行なわなかった二酸化珪素被膜のエッチレート
を測定した。エッチング液は48％HF:70％HNO3：H2O＝3:
2:60（容積比）を用いて22℃で行なった。その結果を第
１表に示す。第１表の結果から該誘電加熱処理により上
記二酸化珪素被膜が緻密化していることが判明した。
〔発明の効果〕 本発明によれば、基材の温度をあまり上昇させること
なくエッチレートの低い二酸化珪素被膜を得ることが可
能である。ここでエッチレートは二酸化珪素被膜の緻密
さを表わすものであり、絶縁性等を表わす尺度となりう
るものである。基材の温度をあまり上昇させることなく
緻密な膜を得られることは、耐熱性の悪い基材への適用
や基材の温度上昇による基材の変質（たとえばシリコン
中の不純物の再拡散など）の防止の点で非常に有利とな
るものである。
なくエッチレートの低い二酸化珪素被膜を得ることが可
能である。ここでエッチレートは二酸化珪素被膜の緻密
さを表わすものであり、絶縁性等を表わす尺度となりう
るものである。基材の温度をあまり上昇させることなく
緻密な膜を得られることは、耐熱性の悪い基材への適用
や基材の温度上昇による基材の変質（たとえばシリコン
中の不純物の再拡散など）の防止の点で非常に有利とな
るものである。
第１図は本発明の実施例において使用した二酸化珪素被
膜製造装置の系統説明図である。 （１）……外槽、（２）……内槽、（３）……水、
（４）……ヒーター （５）……攪拌器、（６）……内槽前部、（７）……内
槽中部 （８）……内槽後部、（９）……プラスチック成形体 （10）……循環ポンプ、（11）……フィルター （12）……ホウ酸水溶液
膜製造装置の系統説明図である。 （１）……外槽、（２）……内槽、（３）……水、
（４）……ヒーター （５）……攪拌器、（６）……内槽前部、（７）……内
槽中部 （８）……内槽後部、（９）……プラスチック成形体 （10）……循環ポンプ、（11）……フィルター （12）……ホウ酸水溶液
Claims (1)
- 【請求項１】二酸化珪素の過飽和状態となった珪弗化水
素酸水溶液と基材とを接触させて基材表面に二酸化珪素
被膜を析出させた後加熱焼成する二酸化珪素被膜の製造
方法において、該加熱焼成手段として、発振周波数が24
50MHz±50MHzであり、かつ、電力が基材表面の二酸化珪
素被膜１cm2あたり0.1W・Ｈ〜12W・Ｈである誘電加熱処
理を用いることを特徴とする二酸化珪素被膜の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14635287A JP2505809B2 (ja) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | 二酸化珪素被膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14635287A JP2505809B2 (ja) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | 二酸化珪素被膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63310713A JPS63310713A (ja) | 1988-12-19 |
| JP2505809B2 true JP2505809B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=15405769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14635287A Expired - Lifetime JP2505809B2 (ja) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | 二酸化珪素被膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2505809B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2515042B2 (ja) * | 1990-07-05 | 1996-07-10 | 株式会社東芝 | Ｅ▲上２▼ｐｒｏｍ装置 |
| CN113651542B (zh) * | 2021-09-16 | 2023-03-17 | 安徽光智科技有限公司 | 石英舟或石英管表面镀膜的方法 |
-
1987
- 1987-06-12 JP JP14635287A patent/JP2505809B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63310713A (ja) | 1988-12-19 |
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