JPH0612773B2 - 電子デバイス用ケイ素窒素含有被膜の形成方法 - Google Patents

電子デバイス用ケイ素窒素含有被膜の形成方法

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JPH0612773B2 JP29625487A JP29625487A JPH0612773B2 JP H0612773 B2 JPH0612773 B2 JP H0612773B2 JP 29625487 A JP29625487 A JP 29625487A JP 29625487 A JP29625487 A JP 29625487A JP H0612773 B2 JPH0612773 B2 JP H0612773B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子デバイス用のケイ素窒素含有被膜の形成方
法に係る。
〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕
広汎な環境条件で動作可能であるべき電子デバイスはと
りわけ耐湿性、耐熱性、耐摩耗性でなければならない。
電子デバイスの信頼性を高めうる被膜の調製に向けられ
た著しく多量の研究、開発報告がある。しかしながら、
セラミックパッケージ及び金属パッケージを含め今日入
手可能な慣用塗膜のいずれもが、それだけで、すべての
環境からのストレスに対して電子デバイスを保護するの
に十分なものはない。
電子デバイスの破損の普通の原因は半導体チップの表面
パッシベーション膜に微細クラックやボイドが発生して
不純物の貫入を許すことにある。従って、電子デバイス
の無機被膜における微細クラック、ボイド又はピンホー
ルの発生を克服する方法に対して需要がある。
電子デバイスのパッシベーション膜は電子デバイスに侵
入して電子信号の伝達を妨害する塩素イオン（Ｃｌ-）
やナトリウムイオン（Ｎａ＋）のような不純物イオンに
対するバリヤを提供する。パッシベーション膜の適用は
電子デバイスに湿分や揮発性有機化学物質に対する保護
を提供することもできる。
アモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと記す）膜はエレ
クトロキクス業界におけるいろいろな用途で盛んに研究
されている対象であるが、電子デバイスの耐環境保護あ
るいはハーメチック保護のためにａ−Ｓｉ膜を用いるこ
とは知られていない。ａ−Ｓｉ膜の形成方法はこれまで
数多くのものが提案されている。例えば、アモルファス
シリコン膜の形成のために、化学的気相堆積法（CV
D）、プラズマCVD、反応性スパッタリング、イオンプレ
ーティング、光CVD、などの堆積方法が利用されてい
る。一般的に、プラズマCVDがａ−Ｓｉ膜の堆積用とし
ては工業化され、広く用いられている。
電子デバイスの本体内及び多層構造の中間層として基板
平坦化の利用が当業者に知られている。Gupta及びChin
(Microelectronics Processing，第22章、“Characteri
stics of Spin-Ongloss Films as a Planarizing Diele
ctric”、349-365頁、American Chemical Society、198
6年）はドープ又はノンドープSiO2ガラス膜からなる慣
用の層間絶縁層で金属層を絶縁した多層配線システムを
記憶している。しかしながら、CVD誘電体膜は良くても
基板の起伏に従ったカバレージを提供するのみで、次の
金属層が連続した均一なステップカバレージをするのを
助けるものではない。ステップカバレージが悪いと導体
線に不連続点や薄い点が生じて、金属効率が低下したり
デバイスの信頼性の問題になる。金属層間の絶縁膜とし
てスピンオンガラス膜が用いられ、上側の金属層は後か
らリソグラフ法でパターニングされる。しかしながら、
平坦化層間絶縁膜に相対するものとして電子デバイスの
表面上のトップコート平坦化は知られていない。
従来技術では、エレクトロニクス業界に見られるような
特殊なコーティング用途の増大する需要を満たすには単
一材料では大抵の場合十分ではない。微視的硬度、耐湿
性、イオンバリヤー性、付着性、展延性、引張強度、熱
膨張係数、等のようないくつかの被膜特性が、異なる被
膜からなる連続する複数層によって提供されなければな
らない。
ケイ素及び窒素含有プレセラミックポリマー、例えばシ
ラザンは多くの特許に開示されている。例えば、Ｇａｕ
ｌの米国特許第４，４０４，１５３号(1983年９月13日
発行）は塩素含有ジシランと(R3′Si)2ＮＨ〔式中、
Ｒ′はビニル基、水素、炭素数１〜３個のアルキル基又
はフェニル基である。〕を接触させて反応させて、
Ｒ3′SiＮＨ−含有シラザンポリマーを製造する方法を
開示する。Ｇａｕｌは、同様に、この特許中で、プレセ
ラミックシラザンポリマーをケイ素−炭素窒素含有セラ
ミック材料の製造に利用することを教示する。
Ｇａｕｌの米国特許第４，３１２，９７０号（1982年１
月２６日発行）はオルガノクロロシランとジシラザンの
反応で調製したプレセラミックシラザンポリマーの熱分
解でセラミック材料を得ている。
Ｇａｕｌの米国特許第４，３４０，６１９号（1982年７
月２０日発行）は塩素含有ジシランとジシラザンの反応
で調製したプレセラミックシラザンポリマーの熱分解で
セラミック材料を得ている。
Ｃａｎｎａｄｙの米国特許第４，５４０，８０３号（19
85年９月１０日発行）はトリクロロシランとジシラザン
の反応で調製したプレセラミックシラザンポリマーの熱
分解でセラミック材料を得ている。
本発明は電子デバイスの表面上に多層セラミック又はセ
ラミック様薄膜を低温で形成して電子デバイスの保護を
強化することに関する。電子デバイスの保護のために１
又はそれ以上のケイ素−及び窒素含有セラミック又はセ
ラミック様被膜を形成する方法が見い出された。
〔問題点を解決するための手段及び作用効果〕
本発明は電子デバイスの保護用の単層及び多層の被膜を
低温形成することに関する。本発明において「低温」と
は400℃以下の温度を意味する。本発明の単層被膜はプ
レセラミックケイ素及び窒素含有ポリマーコーティング
のセラミック化によって電子デバイスに適用したケイ素
及び窒素含有セラミック又はセラミック様被膜からな
る。本発明の多層被膜は、(1)電子デバイス上の平坦化
及びパッシベーション膜としてのケイ素及び窒素含有セ
ラミック又はセラミック様被膜と、(2)電子デバイスに
追加の保護を提供するケイ素含有材料、ケイ素窒素含有
材料、又はケイ素炭素含有材料からなるトップ被膜、と
からなる。
本発明は、ケイ素及び窒素含有プレセラミックシラザン
ポリマーを溶剤で希釈し、そのプレセラミックシラザン
ポリマー溶液で電子デバイスをコーティングし、プレセ
ラミックシラザンポリマー溶液を乾燥して溶剤を蒸発す
ることによって電子デバイス上にプレセラミックス被膜
を堆積し、そして空気の不存在において200〜400℃の温
度で該コーティングせる電子デバイスを加熱してセラミ
ック又はセラミック様被膜でコーティングせる電子デバ
イスを得ることによって、電子デバイスをセラミック又
はセラミック様被膜でコーティングすることからなる、
電子デバイスにケイ素窒素含有被膜を形成する方法に係
る。
本発明のプレセラミックポリマー溶液の乾燥及び加熱は
被膜中に酸素が入るのを防止するように湿分及び空気の
不存在において行なうことが好ましい。本発明のケイ素
−及び窒素−含有材料として特に価値のあるプレセラミ
ックシラザンポリマーはシラザンポリマー、ジシラザン
ポリマー及びポリシラザンポリマーである。
本発明において「セラミック様」とは残留炭素及び／又
は水素が完全に消失してはいないがその他の点ではセラ
ミックの様な性質を有する熱分解せるケイ素−窒素含有
材料を意味する。本発明において「電子デバイス」は、
限定するわけではないが、電子デバイス、ケイ素（シリ
コン）基デバイス、ヒ化ガリウムデバイス、フォーカル
プレーンアレー、光電子デバイス、光起電セル及び光デ
バイスを含むデバイスを意味する。
本発明に従って、プレセラミックシラザンポリマーを電
子デバイスに湿式コーティングし、低温焼成して得られ
るセラミック又はセラミック様被膜は、電子デバイスに
対して強力な付着力を示し、耐摩耗性、耐湿性を有する
高品質の絶縁膜である。また、低温焼成で得られるので
電子デバイスへの悪影響が回避できる。さらに、湿式法
（スピンコートなど）ゆえに平坦化作用を有するので下
層絶縁膜、層間絶縁膜に好適であるが、その平坦性、表
面無欠陥性が従来の湿式法絶縁膜よりも著しく優れてい
る。従来のシランポリマーなどでは平坦化されるとはい
っても下地凹凸をかなり反映したものになり、また表面
の平滑性も劣っていたが、本発明のシラザンポリマーに
よればこの平坦性、表面平滑性が大幅に改良される。従
って、上層に形成する層も同じく平坦化される。
従って、本発明によりプレセラミックシラザンポリマー
から形成したセラミック又はセラミック様被膜の上には
さらに各種の絶縁性又は導電性の層あるいは保護膜を形
成することができる。
そのような各種の上層の形成は公知の方法によることが
できるが、好ましい上層の形成例としては、下記を挙げ
ることができる。
（ｉ）反応室中で、上記セラミック又はセラミック様被
覆せる電子デバイスの存在において、気相でシラン、ポ
リシラン、ハロシラン、ハロジシラン、ポリハロシラン
又はこれらの混合物を分解して、該セラミック又はセラ
ミック様被覆せる電子デバイスにケイ素含有被膜を適用
し、よってケイ素含有被膜でさらにコーティングしたケ
イ素窒素含有セラミック又はセラミック様被覆せる電子
デバイスを得る方法。
（ii）反応室中で、上記セラミック又はセラミック様被
覆せる電子デバイスの存在において、気相でシラン、ポ
リシラン、ハロシラン、ハロジシラン、ポリハロシラン
又はこれらの混合物とアンモニアとを分解して、該セラ
ミック又はセラミック様被覆せる電子デバイスにケイ素
窒素含有被膜を適用し、よってケイ素窒素含有被膜でさ
らにコーティングしたケイ素窒素含有セラミック又はセ
ラミック様被覆せる電子デバ４スを得る方法。
（iii）反応室中で、上記セラミック又はセラミック様
被覆せる電子デバイスの存在において、気相で、シラ
ン、ポリシラン、ハロシラン、ハロジシラン、ポリハロ
シラン又はこれらの混合物と炭素数１〜６個のアルカ
ン、アルキルシラン及びアルキルハロシランからなる群
から選ばれた物質とを分解して、該セラミック又はセラ
ミック様被覆せる電子デバイスにケイ素炭素含有被膜を
適用し、よってケイ素炭素含有被膜でさらにコーティン
グしたケイ素窒素含有セラミック又はセラミック様被覆
せる電子デバイスを得る方法。
また、本発明によれば、セラミック又はセラミック様被
膜を有する電子デバイス用のケイ素又はケイ素−及び窒
素−含有トップコート層を公知のCVDあるいはプラズマC
VDで形成してもよい。このようなCVD又はプラズマCVDに
よるトップコート層はアモルファス、結晶質、あるいは
これらの混合相であることができる。
さらに、本発明によれば、電子デバイスに耐裂傷性かつ
耐熱性保護被膜の製造方法が提供される。本発明による
被膜は、また、優れた熱伝導性を有し、コーティングさ
れた電子デバイス内で発生した熱によって生ずる「ホッ
トスポット（熱点）」の除去に有効である。
本発明で用いるのに好適なプレセラミックシラザンポリ
マーは業界公知である。本発明で用いるのに適したプレ
セラミックシラザンポリマーは昇温によってセラミック
又はセラミック様材料に変換されうるものでなければな
らない。プレセラミックシラザンポリマー及び／又は他
のケイ素−及び窒素−含有材料の混合物も本発明に使用
できる。本発明で用いるのに適したプレセラミックシラ
ザンポリマー又はポリシラザンの例には、米国特許第
４，３１２，９７０号（1982年１月２６日発行）、第
４，３４０，６１９号（1982年７月２０日発行）及び第
４，４０４，１５３号（1983年９月１３日発行）にＧａ
ｕｌが記載したポリシラザンがある。また、好適なポリ
シラザンには米国特許第４，４８２，６８９号(1983年
１１月１３日発行、Hulska)、第４，３９７，８２８号
(1983年８月９日発行、Seyferthら)、及び第４，４８
２，６６９号(1984年11月13発行、Seyferthら)に記載さ
れたものがある。本発明で用いるのに適したその他のポ
リシラザンには米国特許第４，５４０，８０３(1985９
月１０日発行、Cannady)、第４，５３５，００７号(198
5年８月13日発行、Cannady)、第４，５４３，３４４号
（1985年９月24日発行、Cannady）及び米国特許出願第
６５２，９３９号(1984年９月２１日出願、Banneyら)が
ある。H2SiX2（式中Ｘはハロゲン原子である。）とNH3
の反応で調製したジヒドリドシラザンポリマーも本発明
に用いるのに適している。この(H2SiNH)nポリマーはそ
の業界では知られているが、電子デバイスの保護用途に
は用いられていなかった（例えば、1983年８月９日発行
のSeyferthの米国特許第４，３９７，８２８号参照）。
さらに別のケイ素−及び窒素−含有材料を本発明に好適
に用いることができるであろう。
本発明では、ケイ素と窒素を含むプレセラミックシラザ
ンポリマーをトルエンやｎ−ペプタンなどの溶剤で希釈
して固体含分を低減する（例えば０．１〜５wt％）。本
発明の範囲内のプレセラミックシラザンポリマーには、
限定するわけではないが、シラザン、ジシラザン、ポリ
シラザン、及びその他のプレセラミックシラザンポリマ
ー材料がある。
次に、プレセラミックシラザンポリマー溶液をRCA 4011
CMOSデバイスのような電子デバイスにコーティング
し、空気の不存在において乾燥して溶剤を蒸発する。プ
レセラミックシラザンポリマー溶液を適用するのに用い
るコーティング方法には、限定するわけではないが、フ
ローコーティング、吹付法、浸漬法、あるいはスピンコ
ート法がある。このような手段で付着したプレセラミッ
クシラザンポリマー被膜は、コーティングせる電子デバ
イスをアルゴン下400℃で約１時間加熱してセラミック
化する。こうして、薄いセラミック又はセラミック様Si
N含有平坦化及びパッシベーション被膜が電子デバイス
上に形成される。
SiN含有プレセラミックシラザンポリマーを完全に又は
部分的にセラミック化するのに好ましい温度範囲は200
〜400℃である、SiN含有プレセラミックシラザンポリマ
ーをセラミック化するさらに好ましい温度範囲は300〜4
00℃である。しかしながら、SiN含有被膜のセラミック
化又は部分的セラミック化のための加熱方法は慣用の加
熱方法に限定されない。本発明の平坦化及びパッシベー
ション膜として有用なSiN含有ポリマー被膜は例えばレ
ーザービームを照射するなどその他の輻射線手段によっ
て硬化（キュア）することができる。しかしながら、本
発明は400℃以下の温度のセラミック化に限定されな
い。少なくとも1000℃までの温度を用いるセラミック化
技術は当業者には自明であり、また基材がその温度に耐
え得れば本発明において有用である。
本発明において「硬化（キュア）」は固体重合体セラミ
ック又はセラミック様コーティング材料が生成する程度
に加熱して出発材料を共反応及びセラミック化又は部分
的セラミック化することを意味する。
本発明によるケイ素含有トップコートは米国特許第 46
96834号（特開昭62−249415号公報対応；発明者Ｓ．Var
aprath）に開示されている金属アシストCVD法あるいは
慣用の非金属アシストCVD法で比較的低温にて得ること
が可能である。当業者に知られているその他の慣用の手
法も本発明のトップコートを提供するために利用でき
る。例えば、Hg増感紫外線硬化法、プラズマCVD法があ
る。慣用のCVD法の高温条件は、通常、コーティングで
きる基材材料の種類を限定する。従って、400℃以上の
温度で加熱すると損傷する電子デバイスは慣用のCVD法
でコーテイングすることができない。本発明によってコ
ーティングされるべき基材の選択は分解室の雰囲気中で
低い分解温度で熱的及び化学的に安定である必要に制約
されるだけである。本発明の方法は還元されるケイ素含
有ハライドの濃度に応じて所望に変化する厚みのケイ素
含有トップコートを提供する。本発明のケイ素含有トッ
プコートは優れた熱安定性及び熱伝導性を示す。
本発明で得られる被膜は欠陥密度が低く、電子デバイス
の保護膜、耐食性耐摩耗性膜、耐温湿性膜、Ｎａ＋やＣ
ｌ−などの不純物イオンの拡散障壁として有用である。
また、本発明のSiN含有セラミック又はセラミック様被
膜は電子デバイスの本体内及び多層配線間の層間絶縁膜
として有用であり、これはスピンオンガラス層に代わる
ものである。
本発明により製造される被膜のもう１つの特有な側面は
電磁波に対する透過性である。従って、本発明の被膜の
特別の利点として、電磁波がコーティングされたデバイ
スからあるいはデバイス中へ通過するフォーカルプレー
ンアレー、光起電セル、あるいは光電子装置に使用でき
ることがある。
〔実施例〕
例１ Cannadyの米国特許第４，５４０，８０３号の例１に記
載された方法で調製したプレセラミックシラザンポリマ
ーをトルエンに１．０wt％になるまで希釈した。次に、
このプレセラミックシラザンポリマー溶液を電子デバイ
スにフローコートし、空気の不存在で乾燥して溶剤を蒸
発させた。これによってプレセラミックポリマー製パッ
シベーション膜が得られ、それをアルゴン下400℃で約
１時間加熱してセラミック化した。こうして電子デバイ
ス上に厚み２μｍ以下（約3000Å）の薄いケイ素窒素含
有セラミック又はセラミック様パッシベーション膜が得
られた。
例２ 例１の手順を用いてＣHaluskaと米国特許第４，４８
２，６８９号の例１３に記載の方法で調製した約５％の
チタンを含有するプレセラミックシラザンポリマーを電
子デバイスにフローコートし、乾燥して溶剤を蒸発させ
た。こうしてプレセラミックポリマー被膜が得られ、こ
れをアルゴン下400℃までの温度で約１時間加熱してセ
ラミック化した。こうして、電子デバイス上に厚み２μ
ｍ以下（約3000Å）の薄いケイ素窒素含有セラミック又
はセラミック様パッシベーション膜を得た。
例３ 例１の手順を用いて、Gaulの米国特許第４，３９５，４
６０号の例１に記載の方法で調製したプレセラミックシ
ラザンポリマーを電子デバイスにフローコートし、乾燥
して溶剤を蒸発させた。こうしてプレセラミックポリマ
ー被膜が得られ、これをアルゴン下400℃までの温度で
約１時間加熱してセラミック化した。こうして、電子デ
バイス上に厚み２μｍ以下（約3000Å）の薄いケイ素窒
素含有セラミック又はセラミック様パッシベーション膜
を得た。
例４ Seyferthの米国特許第４，３９７，８２８号の例１に記
載された方法で調製したジヒドリドシラザンの１〜２％
ジエチルエーテル溶液をCMOSデバイスにフローコートし
た。このコートしたデバイスを窒素中400℃で４時間ガ
ス加熱した。CMOSデバイスを回路試験したが、コーティ
ングと熱分解処理によるデバイス機能への悪い影響は見
られなかった。このコーティングせるデバイスは０．１
Ｍ NaClに暴露したが、回路が破壊されるまでに４．５
時間以上かかった。コーティングなしのCMOSデバイスは
０．１Ｍ NaCl溶液に暴露すると１分以下で機能が損な
われる。
例５ 例１〜４の平坦化膜でコートした電子デバイス上に次に
以下のようにしてバリヤコートを施した。すなわち、パ
イレックスガラス反応容器中に、セラミック化したケイ
素窒素含有材料で予めコートした電子デバイスと共にヘ
キサフルオロジシランを500Torr入れた。ヘキサフルオ
ロジシランはガラス容器に大気へ暴露されることがない
ようにして移送した。次に、反応容器を真空系に接続
し、内部を排気し、それから真空下でガス−酸素トーチ
で全体を加熱した。反応容器を天然ガス−酸素トーチで
封止し、オーブンで約360℃の温度に３６分間加熱し
た。この間に、出発物質のヘキサフルオロジシランが分
解し、予めコートされた電子デバイス上にケイ素含有ト
ップコートを形成した。反応容器を真空系に再び接続し
た後、反応副生成物であるいろいろなハロシランの混合
物とすべての未反応出発物質を排気して除去した。それ
から、セラミックの被覆した電子デバイス上にヘキサフ
ルオロジシラン出発物質の分解したケイ素含有トップコ
ートが堆積した電子デバイスを取り出した。
例６ 例５の手順を用いて、セラミック又はセラミック様Ｓｉ
−Ｎ被覆せる電子デバイスの存在においてジクロロジシ
ランを熱分解した。これによって、セラミック又はセラ
ミック様被覆せる電子デバイス上にアモルファスシリコ
ン含有トップコートが堆積した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キース ウィントン マイケル アメリカ合衆国，ミシガン，ミッドラン ド，シーバート 2715 (72)発明者 セーラ セバーソン スノウ アメリカ合衆国，ミシガン，ミッドラン ド，シルバン レーン 1511

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ケイ素及び窒素含有プレセラミックシラザ
    ンポリマーを溶剤で希釈し、そのプレセラミックシラザ
    ンポリマー溶液で電子デバイスをコーティングし、プレ
    セラミックポリマー溶液を乾燥して溶剤を蒸発すること
    によって電子デバイス上にプレセラミックス被膜を堆積
    し、そして空気の不存在において200〜400℃の温度で該
    コーティングせる電子デバイスを加熱してセラミック又
    はセラミック様被膜でコーティングせる電子デバイスを
    得ることによって、電子デバイスをセラミック又はセラ
    ミック様被膜でコーティングすることからなる、電子デ
    バイスにケイ素窒素含有被膜を形成する方法。
  2. 【請求項２】（Ａ）ケイ素及び窒素含有プレセラミック
    シラザンポリマーを溶剤で希釈し、そのプレセラミック
    シラザンポリマー溶液で電子デバイスをコーティング
    し、プレセラミックシラザンポリマー溶液を乾燥して溶
    剤を蒸発することによって電子デバイスにプレセラミッ
    ク被膜を堆積し、空気の不存在において200〜400℃の温
    度で該コーティングせる電子デバイスを加熱してセラミ
    ック又はセラミック様被膜を得ることによって、電子デ
    バイスにセラミック又はセラミック様被膜をコーティン
    グする工程と、 （Ｂ）反応室中で、上記セラミック又はセラミック様被
    膜せる電子デバイスの存在において、気相でシラン、ポ
    リシラン、ハロシラン、ハロジシラン、ポリハロシラン
    又はこれらの混合物を分解して、該セラミック又はセラ
    ミック様被膜せる電子デバイスにケイ素含有被膜を適用
    し、よってケイ素含有被膜でさらにコーティングしたケ
    イ素窒素含有セラミック又はセラミック様被膜せる電子
    デバイスを得る工程と、 からなる、セラミック又はセラミック様ケイ素窒素含有
    被膜を有する電子デバイスにケイ素含有被膜を形成する
    方法。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4756977A (en) * 1986-12-03 1988-07-12 Dow Corning Corporation Multilayer ceramics from hydrogen silsesquioxane
US4753855A (en) * 1986-12-04 1988-06-28 Dow Corning Corporation Multilayer ceramic coatings from metal oxides for protection of electronic devices
US4847162A (en) * 1987-12-28 1989-07-11 Dow Corning Corporation Multilayer ceramics coatings from the ceramification of hydrogen silsequioxane resin in the presence of ammonia
CA2027031A1 (en) * 1989-10-18 1991-04-19 Loren A. Haluska Hermetic substrate coatings in an inert gas atmosphere
EP0611067B1 (en) * 1993-02-05 1999-03-10 Dow Corning Corporation Coating electronic substrates with silica derived from silazane polymers
US5912047A (en) * 1993-03-25 1999-06-15 Dow Corning Corporation Borosilicate electronic coatings
JPH08148559A (ja) * 1994-11-15 1996-06-07 Fujitsu Ltd 絶縁膜を有する半導体装置の製造方法
EP0844986B1 (en) * 1995-08-16 2004-06-30 Kion Corporation Coated optical devices and methods of making the same
US5761367A (en) * 1996-08-13 1998-06-02 Lanxide Technology Company, Lp Coated optical devices and methods of making the same
TW437017B (en) * 1998-02-05 2001-05-28 Asm Japan Kk Silicone polymer insulation film on semiconductor substrate and method for formation thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62145822A (ja) * 1985-12-20 1987-06-29 Nec Corp 半導体装置の製造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IN147578B (ja) * 1977-02-24 1980-04-19 Rca Corp
US4200666A (en) * 1978-08-02 1980-04-29 Texas Instruments Incorporated Single component monomer for silicon nitride deposition
DE2932569C2 (de) * 1979-08-10 1983-04-07 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Verfahren zur Reduzierung der Dichte der schnellen Oberflächenzustände bei MOS-Bauelementen
US4340619A (en) * 1981-01-15 1982-07-20 Dow Corning Corporation Process for the preparation of poly(disilyl)silazane polymers and the polymers therefrom
US4404153A (en) * 1981-01-15 1983-09-13 Dow Corning Corporation Process for the preparation of poly(disilyl)silazane polymers and the polymers therefrom
US4312970A (en) * 1981-02-20 1982-01-26 Dow Corning Corporation Silazane polymers from {R'3 Si}2 NH and organochlorosilanes
US4395460A (en) * 1981-09-21 1983-07-26 Dow Corning Corporation Preparation of polysilazane polymers and the polymers therefrom
US4397828A (en) * 1981-11-16 1983-08-09 Massachusetts Institute Of Technology Stable liquid polymeric precursor to silicon nitride and process
US4543344A (en) * 1983-11-28 1985-09-24 Dow Corning Corporation Silicon nitride-containing ceramic material prepared by pyrolysis of hydrosilazane polymers from (R3 Si)2 NH and HSiCl3
US4540803A (en) * 1983-11-28 1985-09-10 Dow Corning Corporation Hydrosilazane polymers from [R3 Si]2 NH and HSiCl3
US4482669A (en) * 1984-01-19 1984-11-13 Massachusetts Institute Of Technology Preceramic organosilazane polymers
US4482689A (en) * 1984-03-12 1984-11-13 Dow Corning Corporation Process for the preparation of polymetallo(disily)silazane polymers and the polymers therefrom
US4535007A (en) * 1984-07-02 1985-08-13 Dow Corning Corporation Silicon nitride-containing ceramics
US4757035A (en) * 1984-09-21 1988-07-12 Dow Corning Corporation Ceramic materials with increased crystallinity from silazane polymers
US4696834A (en) * 1986-02-28 1987-09-29 Dow Corning Corporation Silicon-containing coatings and a method for their preparation
US4745205A (en) * 1986-11-03 1988-05-17 Dow Corning Corporation Novel preceramic polymers derived from cyclic silazanes and halogenated disilanes and a method for their preparation
US4742143A (en) * 1986-11-04 1988-05-03 Dow Corning Corporation Preceramic polymers derived from cyclic silazanes, and halosilanes and a method for their preparation
US4822697A (en) * 1986-12-03 1989-04-18 Dow Corning Corporation Platinum and rhodium catalysis of low temperature formation multilayer ceramics

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62145822A (ja) * 1985-12-20 1987-06-29 Nec Corp 半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
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ES2005470A6 (es) 1989-03-01
US4826733A (en) 1989-05-02
DE3782623T2 (de) 1993-04-15
EP0270220A2 (en) 1988-06-08
EP0270220B1 (en) 1992-11-11
DE3782623D1 (de) 1992-12-17
JPS63144526A (ja) 1988-06-16
CA1284749C (en) 1991-06-11
KR880008442A (ko) 1988-08-31
KR950006348B1 (ko) 1995-06-14

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