JPH02302439A - デバイスの製造方法 - Google Patents

デバイスの製造方法

Info

Publication number
JPH02302439A
JPH02302439A JP2075806A JP7580690A JPH02302439A JP H02302439 A JPH02302439 A JP H02302439A JP 2075806 A JP2075806 A JP 2075806A JP 7580690 A JP7580690 A JP 7580690A JP H02302439 A JPH02302439 A JP H02302439A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
silicon
manufacturing
polysilin
polysilyne
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.)
Granted
Application number
JP2075806A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0579695B2 (ja
Inventor
Timothy W Weidman
ティモシー　ウィリアム　ワイドマン
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
American Telephone and Telegraph 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 American Telephone and Telegraph Co Inc filed Critical American Telephone and Telegraph Co Inc
Publication of JPH02302439A publication Critical patent/JPH02302439A/ja
Publication of JPH0579695B2 publication Critical patent/JPH0579695B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/60—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • 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
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/32105—Oxidation of silicon-containing layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はシリコン化合物を用いるデバイスに関する。更
に詳細には、本発明は５ｉ−８ｉ結合を有するシリコン
化合物を用いるデバイスに関する。
［従来の技術］ シリコン化合物は様々な用途に使用されている。
二酸化ケイ素は光および／または電子部品を有するデバ
イスのような様々なデバイス用の一般的な誘電体として
使用されている。その他のシリコン化合物もこのような
デバイスの製造に使用することが示唆されている。特に
、ポリシラン（一般的に、［Ｒ／　Ｒ２Ｓ　ｉ］　ｎで
示される線状ポリマーであり、各シリコン原子は他の２
個のシリコン原子に結合し、かつ、２個の有機置換基Ｒ
／およびＲ２に結合している）が合成されている。この
ようなポリシランは、ウェストが“ジャーナル　オブ　
オルガノメタリック　ケミストリー”１９８６．３００
〜３２７頁に開示している。これらのポリマーを電磁線
で照射すると、分解反応を受け、元のポリマーよりも著
しく可溶性の断片を生成する。従って、これらの材料は
電子デバイスの製造用のポジ型ホトレジストとして使用
することが示唆されている。例えば、ワシントンＤ、Ｃ
，のアメリカ化学会から１９８４年に出版された、アー
ル・ディー・ミラーらの“ミクロリソグラフィー用材料
：放射線感応性ポリマー”という論文に開示されている
。このような製造においては、レジストを基板に塗布し
、所望のパターンに電磁線を照射し、未照射部分を選択
的に除去する溶剤で輪郭を描（。
他の３個のシリコン原子に結合した少な（とも数個のシ
リコン原子を含有する少量のポリシランについても評価
した。このような種類の材料はウェストおよびインドリ
クソンが“ジャーナル　オブ　アメリカン　ケミカル　
ソサエティー”、９４．６１１０（１９７２）に開示し
ている。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶剤中でナトリ
ウムまたはカリウム若しくはナトリウムとカリウムの混
合物を使用することにより、メチルトリクロロシランお
よびジメチルジクロロシランの組み合わせは減少される
。得られた生成物は二環性および二環性シリコン結合化
合物とその他の不溶性未同定高分子物質を含む。この高
分子物質の用途は示唆されていない。光または電子デバ
イスのような製品の製造では溶媒和およびスピンコート
などの方法による型造物質の被Ｒを当てにするので、ウ
ェストおよびインドリクソンらの不溶性物質は特に好ま
しくない。
セイファース（Ｓｅｙｆｅｒｔｈ）およびユ（Ｙｕ）は
１９８６年にプレナム出版から発行された“デザインオ
ブ　ニュー　マテリアルス”に、おおよそ［ＭｅＨｘＳ
　ｉ］　ｎ　（ここで、Ｘは約０．４である）でボされ
る関連物質を報告している。これらの合成には、メチル
ヒドロジクロロシランをＴＨＦ中でカリウムにより還元
する工程が含まれる。
（りられた生成物は、メチル基が１個、結合水素、およ
びシリコン結合（約６０％のシリコン原子は３個の他の
シリコン原子に結合している）の存在を特徴とする。得
られた物質は、ウェストおよびインドリクソンらにより
報告された物質と同様に、殆ど不溶性であり、その結果
、デバイス製造には全く不向きである。
［発明が解決しようとする課Ｉｆｆ］ 太陽電池のようなデバイスは一般的に、アモルファス（
非晶質）シリコンと呼ばれる物質から製造されている。
これらの物質は高率の水素を含有し、また、一般的に、
３個の他のシリコン原子に結合したシリコン原子を３５
％まで含有する。アモルファスシリコンは太陽電池のよ
うなデバイスにおける半導体材料としてうまく使用され
てきた。
しかし、この材料は一般的に、気相から析出され、しか
も、全く不溶性である。また、この材料は可視スペクト
ル全域を強く吸収するので、導波路などの用途に使用す
るには不適当である。従って、５ｉ−３ｉ結合を有する
材料で形成されたデバイスについて強い関心と研究が行
われているが、一般的に使用されるこれらの材料の用途
は限定されている。
［課題を解決するための手段］ 高強度超音波により有機溶剤中で生成された液状ＮａＫ
合金エマルシロンとアルキルまたはアリールトリクロロ
シランとを反応させることによりポリシリン（ｐｏｌｙ
ｓｉ　Ｉｙｎｅ）と命名される物資が生成された。得ら
れたポリマー（通常［５ｉＲｘコｒ１で示され、０．７
≦Ｘ≦１．３である）は精製後、そのシリコン原子の７
０％超が３個の他のシリコン原Ｙに結合し、そして、残
りの大部分のものは有機部分に結合している。非極性有
機溶剤（例えば、トルエンまたはデカリン）のような通
常の溶剤に可溶性のポリシリンはスピンコートしやすい
ので、極めて望ましい特性を有する。
これらの物質に酸素の存在下で紫外線を照射すると光酸
化を起こす。この光酸化は、非酸化ポリシリンに比べて
、著しく低−ドされた溶解度と低屈折率の双方を有する
物質を生成する。従って、これらの物質を使用すること
により、受動導波路のような光デバイスおよび電子デバ
イスを製造することができる。
［実施例］ 本発明は光および／または電子素子を含有し、ポリシリ
ンを使用して製造されたデバイスのような製品を含む。
本発明において、ポリシリンは、そのシリコンの少なく
とも７０％が有機置換基と、３個の他のシリコン原子に
結合した、高分子で、概ねアモルファスな物質である。
このような物質の何利な装造方法は、アルキルまたはア
リールトリハロシラン（例えば、トリクロロシラン）若
しくはこのようなトリハロシランの混合物を還元するこ
とからなる。還元は好ましくは、不活性溶剤中で、Ｎ−
ａ　Ｋ合金エマルジョンにより、反応媒体を概ね均質に
するような条件下で行われる。一般的に、トリハロシラ
７１当量に一ついて、２．７〜３．３当晴のＮａＫが使
用される。
−・例として、均質性は、反応媒体に高強度の超音波を
導入することにより形成する。例えば、１００ｍλ〜Ｉ
Ｊの範囲内の反応容量について、２００〜４００Ｗの範
囲内の出力で約２０ＫＨｚの超音波周波数が使用される
。（反応容量が大きくなるにつれて、出力も高くなる。
）一般的に、所定の反応媒体および容量に対する出力は
、ＮａＫの小滴を破壊し、そして活性化する衝撃波を順
に光生ずる広開キャビテーションを誘発するように選択
される。その結果、アルキルシリコン三ハロゲン化物の
一層完全な反応性が確保される。（本発明の目的のため
のキャビテーシジンは音響場の影響下で微視的キャビテ
ィーを生成し、そして、その後、内破する。）反応性線
伏１１−γルキル置換トリクロロシランモノマーの場合
、反応は・般的に、ペンタンのような不活性アルカン溶
剤中で開始され、続いて、高極性溶剤のＴＨＦを導入し
。
反応を一層完全に行わせる。その他のアルキル置換シラ
ン類およびアリール置換シラン類の場合、ＴＨＦのよう
な溶剤を始めから使用することが好ましい。−・般的に
、Ｎ　ａ　Ｋ合金をほぼ完全に反応させるのに、５分〜
２０分間の範囲内の反応時間で十分である。シリコンに
結合した全てのノ１０ゲンをより一層完全に反応させ、
かつ、生成物の安定性を高めるために、還元後に、生成
物混合物をアルキルリチウムまたはグリニヤール試薬の
ようなアルキル化剤と反応させることが望ましい。
シランモノマー中のアルキルまたはアリール置換基も生
成物の特性に影響を及ぼす。例えば、存在する置換基（
または置換基混合物）のサイズまたはｔ体高は得られる
ポリマーの分子量と相関関係を打する（表１参照）。
（以ド余白） ｎ−アルキル置換基を有するシラン反応体の場合、得ら
れた生成物の相対的分子驕は一般的に、１８０００〜６
００００の範囲内で変化するが、イソプロピル、シクロ
ヘキシルまたはアリール置換基のような一層嵩高な置換
基は一般的に、１０００〜５０００の範囲内の分子量を
生成する。（得られた分子量はゲル透過クロマトグラフ
ィーにより測定される。この種のクロマトグラフィーは
既知分子量のポリスチレン標準物質と比較することに基
づくが、測定される分子の形状に対して不安定である。
従って、ポリシリンについて得られた分子量の値は着熱
的なものであり、絶対的なものではない。しかし、相対
的範囲と比較のポイントを与える。）　　゛ 溶解度および濾過特性も有機置換基により影響を受ける
。最も溶解性の強いポリシリンおよび最も濾過し易く、
かつ、最も光品質薄膜を形成し易いポリシリンは２級炭
素原γ、すなわち、２個のその他の炭素原子に代わるが
オ）る結合する炭素原子によりシリコン原Ｙに結合され
たアルキルまたは置換アルキル置換基を有する。シリコ
ンに直接結合したｎ−アルキル置換基を高い割合で有す
るポリシリンは著しく低い濾過特性を示す。
反応工程から得られたようなポリマーは一般的に、相当
蛍の不純物（例えば、アルカリ金属ハロゲン化物および
マグネシクムハロゲン化物）を含有する。これらの不純
物は例えば、再沈殿などの方法により容易に除去または
大幅に減少させることができる。−例として、再沈殿は
、粗ポリマーをＴＨＦのような溶剤に溶解し、得られた
混合物を例えば、０．４５μｍテフロン（登録商標）メ
ンプランにより濾過し、続いてメタノールのような溶剤
から沈殿させることにより行われる。
ポリシリンにより達成される溶解度はデバイス製造を促
進する。特に、これらの材料はスビンコートシ、集積回
路のようなデバイスに製造されるシリコン基板または被
覆シリコン基板のような基板］−に薄膜を形成すること
ができる。別法として、受動薄膜先導波路または相互接
続を含むデバイスに加工するためのポリシリン領域を基
板に塗布することもできる。一般的に、塗布すべき基板
の表面を濾過したポリシリン溶液で被覆し、そして、基
板を回転させる。濃度が高くなるにつれて、また、スピ
ードが遅（なるにつれて、形成される膜は厚くなる。一
般的に、５〜４０ｗｔ％の範囲内の濃度と５００〜５０
００　ｒｐｍの範囲内のスピードを使用すると、０．２
〜３．０μｍの範囲内の厚さの膜が得られる。例えば、
ポリシクロへキシルシリンの２５ｗｔ％トルエン溶液を
１０００ｒｐ−で回転すると、約１．２μｍの厚さを有
する平滑で透明な黄色の薄膜を形成する。
ポリシリンを被着したら、様々なデバイス製造工程を実
行できる。例えば、このポリシリンを光酸化し、その溶
解度を減少させ、かつ、その屈折率を低下させることが
できる。照射波長を変化させ、所望の光酸化度を得るこ
とができる。一般的に、波長が短くなるにつれて、得ら
れる酸化度は高くなる。光酸化度を制御することにより
、照射領域と未照射領域との間の屈折率の落差を詞御し
、および／または、導波路領域の屈折率を所望の値（例
えば、１．４５〜１．７０）に調節する。このような方
法により、ポリシリン導波路の屈折率を、例えば、ファ
イバまたは光デバイスの屈折率と釣り合うように制御す
ることができ、また、その他の結果を形成するように制
御することができる。
ポリシリン光酸化を実施するのに・般的に有用な波長は
２２０ｎ■〜４５０ｎｉ＋の範囲内であり、これよりも
短い波長では一層高い酸化度が得られる。
また、任意の特定の波長における光酸化度および光酸化
速度は周囲温度、雰囲気（酸素含量）、膜厚および基板
などのようなその他の可変パラメータによっても左右さ
れる。対照サンプルを使用し、特定のポリシリン生成お
よび特定の企図用途に適したパラメータを決定する。
総照射線隋をコントロールすることにより、ポリシリン
薄膜中に光酸化傾度を形成する（または、殆どの用途に
ついては、意図的に避ける）。導波路を形成するために
は、または、未照射部分を選択的に除去（例えば、溶媒
和法を用いて除去）する工程を含む用途については、膜
の厚さ全体にわたって光酸化が行われるように照射線量
を選択することが雫ましい。適当な照射時間を決定する
好都合な方法は、所望の厚さく一般的に、０〜３ミクロ
ン）のポリシリン被膜を溶融シリカウェハに塗布し、照
射波長における吸光度を測定することからなる。膜の吸
収が安定したら（殆どの目的に一ついて、照射波長にお
いてＯ，ＩＡ、Ｕ、以下の吸収降下を生じる）、膜は選
択された照射波長の比較的均〜な酸化度特性に達する。
ポリシリン酸化に伴う屈折率の非常に大きな落差は、多
分、これらの物質を先導波路構造物の高解像度光成形加
工で使用可能にする。受動導波路は例えば、導波路用に
必要な部分を除いた全ての領域のポリンリンを照射する
ことにより形成される。このようにして、高屈折率領域
（非照射領域）は低屈折率領域（照射領域）により包囲
される。
例えば、未酸化ポリ（イソプロピルシリン）の初期屈折
率は約１．６６であり、２５４ｎ−の光で光酸化した後
では、１．４５の屈折率にまで低ドする。斯くして、ポ
リシリンは薄膜光導波路の製造用の一工程自己発生媒体
を生成する。（代表的な導波路構造物はニューヨークに
ある・７−セルゾツカー社から１９８７年に出版された
“集積光回路およびコンポーネント”　（リン　ハッチ
ンソン編）に開示されている。）導波路を形成するのに
好適な代表的な技術は、例えば、第３図Ａに示されるよ
うに、ポリシリン膜３０を−・般的に、０．３〜３．０
μｍの範囲内の厚さで適当な基板またはデバイス構造体
（例えば、層３１と３２を含む基板であり、層３１はポ
リシリンの屈折率よりも低い屈折率の領域を有する）に
塗布する工程を含む。
次いで、この基板またはデバイスをマスク３４を通して
照射する。このマスクは高屈折率を維持しようとする領
域３５内のポリシリン膜をマスクし、そして、低屈折率
にすべき領域３３を暴露する。
この描画工程に続いて、（２５４ｎ■または２４８ｎ■
の中−波長光源のような）短波長ＵＶによりブリーフブ
ランケット照射を行い、非照射および照射の両領域、Ｌ
に薄い低屈折率光酸化架橋表面層を形成するこ七が極め
て好ましい。別法として、または、前記のような処理に
加えて、膜を酸素プラズマ（すなわち、酸素反応性イオ
ンエツチング条件を用いて）に短時間暴露し、膜の表向
を５ｉ０２に変化させる。酸素反応性イオンエツチング
は、１９８３年にエル・エフ・トンプソンが編集したア
メリカ化学会シンポジウムシリーズ第２１９号のムッハ
（Ｍｕｃｈａ）とヘス（Ｈｅｓｓ）の“イントロダクシ
ジン　ツー　ミクロリソグラフィー”という論文中に説
明されている。これらの手段は散乱損失を減少させ、か
つ、多数の用途について機械的強度および安定性を向上
させる。
同様に、デバイスパターンは、所望のパターンを有する
マスクを通して照射し、続いて、溶剤現像または乾式ハ
ロゲンイオンエツチング法の何れかの方法を用いて非照
射領域を除去することにより形成する。酸化度が高くな
るにつれて、材料を反応性ハロゲンイオンエツチングに
より除去する可能性が低（なる。従って、光酸化により
パターン形成した後に材料を塩素プラズマのようなハロ
ゲンプラズマで処理すると、非酸化（非照射）材料は照
射材料よりもかなり速く除去されるであろう。別法とし
て、現像は、選択的に光酸化された（パターン形成され
た）材料を非極性有機溶剤（例えば、ペンタン）で処理
することにより行われる。これにより、非酸化材料は選
択的に溶解され、溶剤により洗い流される。酸化度が高
くなるにつれて、現像方法の選択性が広くなる。・般的
に、！−分な照射エネルギーを供給することにより、ポ
リシリン材料の厚さ全体にわたって酸化が行われるよう
にすることが望ましい。照射エネルギーが不十分な場合
、表面に−・層高度に酸化された材料を有する二層構造
が形成され、現像中に膜全体のアンダーカットとリフト
オフ　（１１ｆｔｏｆｆ）を生じる。
例えば、？Ｉ！、長３１０ｎ−の照射装置で照射された
ポリシクロヘキシルシリンを使用すると、現像後に０．
５μｍより返優れた解像度が得られる。湿式化学溶剤法
による現像は一般的に、１分未清の時間しか要しないが
、ハロゲンプラズマ現像法は一般的に、０．２５〜２．
０μｍの範囲内の膜厚について１〜３０分間の時間を必
要とする。ポリシリンおよび酸化ポリシリンの両方とも
非常に高い組成割合のシリコンを有するので、反応性酸
素イオンエツチングの条件下では、これらのポリシリン
は５ｉ０２層の耐エッチ性に極めて近い耐エッチ性を示
す。この特性により、酸素反応性イオンエツチングを用
いる多層パターン転写加工の用途で使用できるかもしれ
ない。具体的な方法では、第２図に示されるようなポリ
シリンの薄膜（一般的に、０．１〜０．５μｍ）２１を
、デバイスに加工される領域２５および２６を含む基板
を被覆する有機またはその他の容易にエツチングされる
材料の上に塗布する。例えば、平面化または絶縁領域と
して有機層を使用することができる。この有機層は−・
般的に、０．５〜１０μｍの厚さである。その後、この
ポリシリン層を例えば、常用のホトリソグラフ技術を用
いて、マスク５０を通して領域２９を照射することによ
りパターン形成する。このホトリソグラフ技術は一般的
に、空気または酸素富化雰囲気中で２２０〜３５０ｎ■
の範囲内の波長で動作される接触印刷マスクまたは投影
印刷装置のような手段を使用する。前記の現像方法のう
ちの一つの方法による現像は、第２図Ｃにホされるよう
に、光酸化ポリシリンを後に残す。
その後、このデバイスを酸素反応性イオンエツチングで
処理すると、露出有機層が除去され、第２図りに示され
るような構造体を形成する。
以下、具体例を挙げて本発明を実施するのに好適な条件
について例証する。
不活性雰囲気のグローブボックスの内部で、ＴＨＦ２０
ＯｍＪ中のＮａＫ合金（９，ＯＯｇ。
２９０ミリ当量）を、３７５Ｗ、２０ＫＨｚの超音波コ
ンバーター３と１７２インチ直径の傾斜を有するチタニ
ウム浸漬ホーン２を用いて、最大出力で超音波を照射し
た。このＮａＫ／ＴＨＦ合金エマルジＨンに、ベンタフ
２０ｍＪ中＋１７）イＶプ。
ピルトリクロロシラン（１７，８ｇ、１００ミリモル）
をシリンジ４から、連続的に超音波を当てながら１０分
間かけて滴加した。滴加終了後も５分間にわたって超音
波を当て続けた。その後、この溶液を５００ｍＪの二角
フラスコに移し、塩化イソプロピルマグネシウムの２．
０Ｍエチルエーテル（約５ｍＪ必要）溶液で、アリコー
ト（グローブボックスの外部で溶液０．５ｍＪと水１．
０ｍＪを加水分解した）が中性ｐＨを示すまで中和した
。得られた混合物をドライボックスから取り除き、そし
て、不活性ガスの気流の下で、水２００ｍＪを添加した
。５分間激しく撹拌した後、この混合物を二層に分離さ
せた。有機層を濾別し、メタノール約４００ｍλ中に注
ぎ込んだ。生成した黄色の沈殿を濾過して東め、別のメ
タノールで洗浄し、乾燥し、ＴＨＦに再溶解し、そして
、これをエタノール約４００ｍＪに注ぎ込むことにより
再沈殿させた。固形物を濾別し、別のエタノールで洗浄
し、乾燥させ、微粉杖の黄色粉末の精製ポリ（イソプロ
ピルシリン）を１．７５ｇ（収率２５％）得た。イソプ
ロピルトリクロロシランの代わりにシクロへキシルトリ
クロロシランを用いて同じ方法を実施し、ポリ（シクロ
ヘキシルシリン）を合成した。収率４６％ 不活性雰囲気のグローブボックス中で、ＮａＫ合金（８
，８６ｇ、２８５ミリ当晴）を、ベンタフ２００ｍλ中
のｎ−Ｃ６Ｈｚ　Ｊ　Ｓ　ｉｃ、Ｉ！３（２１，９８ｇ
、１００ミリモル）溶液１に浸漬された活性超音波ホー
ン２のチップの真下に直接滴加した。滴加終了後、反応
混合物が濃厚で粘稠になるまで（約５分間）、超音波照
射を続けた。その後、ＴＨＦ　（２００ｍＪりを添加し
、超音波照射を更に５分間続けた。次いで、溶液の加水
分解アリコートが中性ｐＨを示すまで、臭化ｎ−ヘキシ
ルマグネシウムの１．２Ｍエチルエーテル溶Ｈを添加し
ながら（約１２ｍＪ必要）、反応混合物を撹拌した。更
に３０分間攪拌した後、得られた混合物をドライボック
スから取出し、不活性ガス気流下で、水２００ｍＪ中に
注意深く注ぎ込んだ。
生成した黄色の沈殿を水相から素早く除去し、ＴＨＦに
再溶解し、そして、水、メタノールおよびエタノールか
ら連続的に沈殿させ、黄色のヘキサン−１工溶性粉末と
してポリ（ｒｉ−ヘキシルシリン）を３．７ｇ（収率３
３％）得た。
ポリ（イソプロピルシリン）（実施例１に述べたように
して合成されたもの）の２５ｗｔ％トルエン溶液を調製
し、０．４５ミクロンのテフロンメンブランを通して４
インチのシリコンウェハの表面に直接濾過した。このウ
ェハはその表面に厚さ５．０μｍのシリコン酸化物層が
高圧熱酸化により成長されていた。このウェハを１００
０ｒｐ■で６０秒間回転し、平均屈折率（楕円偏光測定
器で測定）が１．８５５の厚さ１．１０ミクロンの膜を
得た。この同じ溶液を、同じ条件下で、２．０インチＸ
ｉ／１８インチの溶融シリカウェハにスピンコートした
。
照射はオプチカル　アソシエーツ社の装置を用いて行っ
た。この装置はＸｅ−Ｈｇランプと３０Ｑｎｍカットオ
フフィルタを有し、約３１０ｎｉｅで７゜５ｍＷ／ｃ■
２のピーク出力をもたらす。溶融石英Ｅの膜を使用し、
３１０ｎｍでＯ，ＩＯＡ、Ｕ、以下の吸収褪色を起こす
のに必要な照射時間を決定した。この場合、２０分間必
要であった。ＳｉＯ２被覆シリコンウェハーＬのポリシ
リン膜を一連のクロム線を有する石英マスクを通して照
射し、２゜０．５．０および１０．０ミクロン幅の同じ
パターンを有する導波路を形成した。マスクの透明部分
を通して照射した後の膜の暴露部分の屈折率を楕円偏光
器で測定したところ、１．５２６であった。同じマスク
を通して低圧Ｈｇランプから２５４ｎ■の光線で照射し
たら、屈折率は１．４５（同じぐ楕円偏光器で測定した
）に降下した。
サンプルを襞間し、シングルモードファイバを直接接続
できる直線端面を有する５、ＯＸ５．０ｃｍ平方の部分
を１５た。ｌ右前にウェハの裏面に、ウェハの厚さの半
分の深さにまで事前に切り目を入れておき前記襞間作業
の容易化を図った。）近赤外スペクトル損失を、ヴエル
ベブク（Ｖｅｒｂｅｅｋ）らが“ジャーナル　オブ　ラ
イトウェーブ　テクノロジー”、６．１０１１　（１９
８８）に開示した方法により記録した。その結果、１．
２５〜１゜４ミクロンの範囲内で１ｄＢ／ｃ＋ｓ以下の
損失と、１、ｔｏ〜１．２５ミクロンおよび１．４５〜
１゜６０ミクロンの範囲内で１０ｄＢ／ｃ■以下の損失
が示された。
Ｌ五■１ 高分子ポリメチルメタクリレートが２μｍ塗布されたシ
リコンウェハに、ポリシクロへキシルシリン（実施例１
で述べたようにして合成されたもの）の１２．５ｗｔ％
溶液を１０００ｒｐ閣で３０秒間回転することにより中
布した。膜塗布後、事前に切り目を入れたサンプルを襞
間し、脱イオン水で洗浄し、ブロー乾燥させた。実施例
３に述べたオプチカル　アソシエーツ社の装置を用いて
３１０ｎ閣で１０分間紫外線照射を行った。（総照射線
用は４５００ｍＪ／ｃ■２となった）その後、マスク無
しで、２４８ｎＩＩＩで動作するエキシマレーザ光源に
より、３０秒間（４００ｍＪ／ａｍ２）投光照射を行っ
た。その後、このサンプルを標準的な平行平板形反応性
イオンエツチング反応器中で、９０Ｗ（１３，６ＭＨｚ
　）の出力で５分間にわたって３０　ｍＴｏｒｒの酸素
プラズマに暴露した。その結果、強靭な非晶質二酸化ケ
イ素の薄い表面層が得られた。
２．０ミクロン幅の導波路の損失特性を二種類の試験波
長６３２および８１０ｎｍで評価した。損失はワイφオ
コムラ（Ｙ　、Ｏｋｏ■ｕｒａ　）らが“アップライド
　オプチックス”、２２．３８９２　（１９８３）に開
示したビデオスキャン技法により測定した。データはコ
ンピュータにより集め、そして、損失数値は導波路に沿
った散乱出力の直線当て嵌めにより抽出した。Ｈｅ　／
　Ｎ　ｅレーザ光源の８１０ｎ■ランダム偏光光線およ
び６３２ｎ■光線の両方とも、各導波路について損失は
１．０ｄＢ／ｃｍ以下であった。
［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、高強度超音波に
より有機溶剤中で生成された液状ＮａＫ合金エマルジピ
ンとアルキルまたはアリールトリクロロシランとを反応
させることによりポリシリンと命名される物資が生成さ
れる。この物質は溶剤可溶性なのでスピンコートにより
基板上に薄膜を容易に形成することができる。
これらの物質に酸素の存在下で紫外線を照射すると光酸
化を起こす。この光酸化は、非酸化ポリシリンに比べて
、著しく低下された溶解度と低屈折率の双方を有する物
質を生成する。従って、これらの物質を使用することに
より、受動導波路のような光デバイスおよび１了デバイ
スを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に含まれる製品の製造に有用な装置の模
式図であり、第２図および第３図は本発明による製造方
法を例証する工程の模式図である。 出願人：アメリカン　テレフォン　アンドＦＩＧ、　１

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ポリシリンの領域を形成し、そして、該領域の少
    なくとも一部分を酸化する工程からなるデバイスの製造
    方法。
  2. （２）前記デバイスは導波路領域を含む光デバイスであ
    る請求項１の製造方法。
  3. （３）前記ポリシリンは２級アルキル置換基を含む請求
    項２の製造方法。
  4. （４）前記領域はスピンコート法により形成される請求
    項３の製造方法。
  5. （５）前記領域はスピンコート法により形成される請求
    項１の製造方法。
  6. （６）前記デバイスは電子デバイスからなる請求項１の
    製造方法。
  7. （７）前記ポリシリンに酸素プラズマを当てる工程を含
    む請求項１の製造方法。
  8. （８）前記酸化は放射エネルギーにより誘発される請求
    項１の製造方法。
  9. （９）ポリシリンの酸化により形成されたシリコン含有
    物質の領域を有し、前記シリコン含有領域は電磁線用の
    導波路が存在するようなデバイスの隣接領域と異なる屈
    折率を有することを特徴とする光デバイス。
  10. （１０）前記ポリシリンは２級アルキル置換基を含む請
    求項９のデバイス。
  11. （１１）前記電磁線はコヒーレント電磁線からなる請求
    項９のデバイス。
JP2075806A 1989-04-27 1990-03-27 デバイスの製造方法 Granted JPH02302439A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US343966 1989-04-27
US07/343,966 US4921321A (en) 1989-04-27 1989-04-27 Silicon network polymers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02302439A true JPH02302439A (ja) 1990-12-14
JPH0579695B2 JPH0579695B2 (ja) 1993-11-04

Family

ID=23348444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2075806A Granted JPH02302439A (ja) 1989-04-27 1990-03-27 デバイスの製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4921321A (ja)
JP (1) JPH02302439A (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5439780A (en) * 1992-04-29 1995-08-08 At&T Corp. Energy sensitive materials and methods for their use
US6013418A (en) * 1992-04-29 2000-01-11 Lucent Technologies Inc. Method for developing images in energy sensitive materials
US5534101A (en) * 1994-03-02 1996-07-09 Telecommunication Research Laboratories Method and apparatus for making optical components by direct dispensing of curable liquid
US5759638A (en) * 1994-09-06 1998-06-02 Toshiba Silicone Co., Ltd. Process for forming electronic circuit
US6020447A (en) * 1996-03-29 2000-02-01 Massachusetts Institute Of Technology Sonichemical synthesis of silicon carbide precursors and methods for preparation thereof
US5932397A (en) * 1996-05-28 1999-08-03 Rvm Scientific, Inc. Multicolor lithography for control of three dimensional refractive index gradient processing
US7005245B1 (en) * 1996-06-25 2006-02-28 Kubacki Ronald M Plasma deposited optical waveguide
US6416938B1 (en) * 1996-06-25 2002-07-09 Ronald M. Kubacki Photosensitive organosilicon films
US6764812B1 (en) * 1996-06-25 2004-07-20 Ronald M. Kubacki Plasma deposited selective wetting material
US6350706B1 (en) 1998-09-03 2002-02-26 Micron Technology, Inc. Process for using photo-definable layers in the manufacture of semiconductor devices and resulting structures of same
US6989428B1 (en) * 2002-03-22 2006-01-24 University Of Massachusetts Methods of preparing polysilynes
AU2003218385A1 (en) * 2002-03-25 2003-10-13 University Of Massachusetts High molecular weight polymers
US7074727B2 (en) * 2003-07-09 2006-07-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Process for improving dielectric properties in low-k organosilicate dielectric material
DE102004038145A1 (de) * 2004-08-05 2006-03-16 Wacker Chemie Ag Vernetzte und verzweigte Organopolysilane
US7223704B2 (en) * 2004-08-27 2007-05-29 Infineon Technologies Ag Repair of carbon depletion in low-k dielectric films
DE102004052423A1 (de) * 2004-10-28 2006-05-04 Wacker Chemie Ag Verfahren zur Herstellung von vernetzten und verzweigten Organopolysilanen
US7622246B2 (en) * 2006-09-22 2009-11-24 Massachusetts Institute Of Technology Contrast enhancing layers
WO2010005892A1 (en) * 2008-07-08 2010-01-14 Massachusetts Institute Of Technology Resist composition and lithographic process using said composition
US8158338B2 (en) 2008-07-08 2012-04-17 Massachusetts Institute Of Technology Resist sensitizer

Also Published As

Publication number Publication date
US4921321A (en) 1990-05-01
JPH0579695B2 (ja) 1993-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH02302439A (ja) デバイスの製造方法
DE69332460T2 (de) Gebrauchsverfahren von strahlungsempfindlichen Materialien
KR910000751B1 (ko) 유기폴리머 막(膜) 표면의 실릴(silyl)화 방법 및 이것을 사용한 패턴(pattern) 형성방법
JP3001607B2 (ja) 二層法における寸法安定な構造転写方法
Shishido et al. Direct fabrication of two-dimensional titania arrays using interference photolithography
US4587205A (en) Method of using polysilane positive photoresist materials
JPH065385B2 (ja) 乾式現像用レジスト
JPH0379377B2 (ja)
Fang et al. Femtosecond laser direct writing of 3D silica‐like microstructure from hybrid epoxy cyclohexyl POSS
DE69024661T2 (de) Anionisch polymerisierbare monomere, daraus hergestellte polymere und die verwendung der polymere in photowiderständen
Du et al. Sol-gel waveguide fabrication parameters: an experimental investigation
Zhang et al. Integration of Polymer Synthesis and Self‐Assembly for Controlled Periodicity and Photonic Properties
JPH07261398A (ja) エネルギー感受性材料及びそれらの使用方法
Houbertz et al. Investigations on the generation of photonic crystals using two‐photon polymerization (2PP) of inorganic–organic hybrid polymers with ultra‐short laser pulses
Segawa et al. Fine patterning of hybrid titania films by ultraviolet irradiation
DE69209827T2 (de) Polymere Nitrone mit einer akrylischen Hauptkette
US6327415B1 (en) Optical waveguide made of polymer material and a method of fabricating the same
JP4017330B2 (ja) 光学複合体膜とその製造方法ならびにその光学複合体膜を備えた光素子
JPH06172533A (ja) 光導波路形成用高分子及びポリシロキサン系光導波路の製造方法
JPH06248082A (ja) ポリシルセスキオキサン類の合成方法及び得られた化合物の利用
Le Guével et al. Influence of chelating agents on the photopolymerization of hybrid Ti-based waveguides
JP4025397B2 (ja) 有機・無機高分子複合体およびその製造方法
JP4336853B2 (ja) 屈折率パターンの形成方法
JPS61294433A (ja) 高解像度感光性樹脂組成物およびこれを使用するサブミクロンパタ−ンの製造方法
JPH0314333B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees