JPH01290579A - 基材上にセラミックコーティングを形成する方法 - Google Patents
基材上にセラミックコーティングを形成する方法Info
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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。
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、半導体チップ上の集積回路のような電子デバ
イスの如き基材の表面を保護するためのセラミックコー
ティングに関する。また本発明は、中間レベルの誘電体
フィルムを形成して電子デバイス中の金属化層を隔離す
るのに使用されるセラミックコーティングにも関する。
イスの如き基材の表面を保護するためのセラミックコー
ティングに関する。また本発明は、中間レベルの誘電体
フィルムを形成して電子デバイス中の金属化層を隔離す
るのに使用されるセラミックコーティングにも関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕電子デ
バイスの故障の共通原因は、不純物が入り込むのを可能
にする半導体チップの表面不活性化層中の微小クラック
またはボイドである。かくして、ストレスに満ちた環境
下での使用中にさえも微小クラック、ボイドまたはピン
ホールの形成に抗する改良された保護コーティングに対
する要望が存在する。
バイスの故障の共通原因は、不純物が入り込むのを可能
にする半導体チップの表面不活性化層中の微小クラック
またはボイドである。かくして、ストレスに満ちた環境
下での使用中にさえも微小クラック、ボイドまたはピン
ホールの形成に抗する改良された保護コーティングに対
する要望が存在する。
電子デバイスの不活性化コーティングは、電子デバイス
に入って電気信号の伝送を崩壊させかねない塩素イオン
（Ｃｆ−）やナトリウムイオン（Ｎａ”）の如きイオン
性不純物に対するバリヤーを与えることができる。また
不活性化コーティングは、電子デバイスに塗布されて湿
気及び揮発性有機化学物質に対する或種の保護を与える
こともできる。
に入って電気信号の伝送を崩壊させかねない塩素イオン
（Ｃｆ−）やナトリウムイオン（Ｎａ”）の如きイオン
性不純物に対するバリヤーを与えることができる。また
不活性化コーティングは、電子デバイスに塗布されて湿
気及び揮発性有機化学物質に対する或種の保護を与える
こともできる。
電子デバイスの本体内で金属化層の間に平坦化中間層を
使用することが知られている。グプタ（ＧｕｐＬａ）及
びチン（Ｃｈｉｎ）は、ドーピングされたまたはドーピ
ングされていない５ｉＯｚガラスフイルムの中間レベル
の誘導絶縁体層により金属化レベルを隔離した多レベル
相互接続系を示した（Ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｎｉ
ｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、 ２２章、”Ｃｈａｒａ
ｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ ５ｐｉｎ−Ｏｎ Ｇｌａｓ
ｓ Ｆｉｌｍｓ ａｓ ａ ＰｌａｎａｒｉｚｉｎｇＤ
ｉｅｌｅｃｔｒｉｃ’、 ３４９〜３６５頁、Ａｍｅｒ
ｉｃａｎ ＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ （１９８
６）） 。スピン−オンガラスフィルムは、上層が平版
印刷技術により後にパターン化される金属化層の間の中
間隔離層を用意するのに利用されている。
使用することが知られている。グプタ（ＧｕｐＬａ）及
びチン（Ｃｈｉｎ）は、ドーピングされたまたはドーピ
ングされていない５ｉＯｚガラスフイルムの中間レベル
の誘導絶縁体層により金属化レベルを隔離した多レベル
相互接続系を示した（Ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｎｉ
ｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、 ２２章、”Ｃｈａｒａ
ｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ ５ｐｉｎ−Ｏｎ Ｇｌａｓ
ｓ Ｆｉｌｍｓ ａｓ ａ ＰｌａｎａｒｉｚｉｎｇＤ
ｉｅｌｅｃｔｒｉｃ’、 ３４９〜３６５頁、Ａｍｅｒ
ｉｃａｎ ＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ （１９８
６）） 。スピン−オンガラスフィルムは、上層が平版
印刷技術により後にパターン化される金属化層の間の中
間隔離層を用意するのに利用されている。
グラサー（Ｇｌａｓｓｅｒ） らは、加水分解されたテ
トラエトキシシラン（ＴＥ０１）の？客演を利用してシ
リカゾル／ゲルフィルムを生成し、これらをひき続いて
アンモニア雰囲気中で熱処理及び窒化処理にかけた（Ｅ
ｆｆｅｃｔ Ｏｆ Ｔｈｅ １ｌｚＯ／ＴＥＯＳ Ｒａ
ｔｉｏ Ｕｐｏｎ Ｔｈｅ１’ｒｅｐａｒａｔｉｏｎ
Ａｎｄ Ｎ１ｔｒｉｄａｔｉｏｎ Ｏｆ ５ｉｌｉｃａ
Ｓｏｌ／Ｇｅｌ Ｆｉｌｍｓ”、 Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ５ｏｌｉｄｓ
６３、 ｐ、２０９−２２１ （１９８４））。グラサ
ーらは、窒化されたシリカゾル／ゲルフィルムがケイ素
及びその他の金属の表面のための有効な酸化バリヤーで
あり得ることを示唆する。
トラエトキシシラン（ＴＥ０１）の？客演を利用してシ
リカゾル／ゲルフィルムを生成し、これらをひき続いて
アンモニア雰囲気中で熱処理及び窒化処理にかけた（Ｅ
ｆｆｅｃｔ Ｏｆ Ｔｈｅ １ｌｚＯ／ＴＥＯＳ Ｒａ
ｔｉｏ Ｕｐｏｎ Ｔｈｅ１’ｒｅｐａｒａｔｉｏｎ
Ａｎｄ Ｎ１ｔｒｉｄａｔｉｏｎ Ｏｆ ５ｉｌｉｃａ
Ｓｏｌ／Ｇｅｌ Ｆｉｌｍｓ”、 Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ５ｏｌｉｄｓ
６３、 ｐ、２０９−２２１ （１９８４））。グラサ
ーらは、窒化されたシリカゾル／ゲルフィルムがケイ素
及びその他の金属の表面のための有効な酸化バリヤーで
あり得ることを示唆する。
ブラウン（Ｂｒｏｗｎ）及びバンタノ（ｐ３１ｔａｎｏ
）は、出発物質としてのテトラエトキシシランから得ら
れたいわゆる「ゾルゲル」を用いるアンモニア中での微
孔質シリカフィルムの熱化学的窒化を開示している （
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃ
ｅｒａｍｉｃＳｏｃｉｅｔｙ、 ７０ （１）、 ｐ、
９〜１４ （１９８７））。
）は、出発物質としてのテトラエトキシシランから得ら
れたいわゆる「ゾルゲル」を用いるアンモニア中での微
孔質シリカフィルムの熱化学的窒化を開示している （
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃ
ｅｒａｍｉｃＳｏｃｉｅｔｙ、 ７０ （１）、 ｐ、
９〜１４ （１９８７））。
ラスト（Ｒｕｓ ｔ）らは、ジアルキルジアシルオキシ
シランまたはジアルキルジアルコキシシランをトリアル
キルシロキシジアルコキシアルミニウムと反応させるこ
とにより規則性の（ｏｒｄｅｒｅｄ）有機ケイ素−アル
ミニウム酸化物コポリマーを生成する方法を教示してい
る（１９６３年１０月３０日に発行の米国特許第３０６
１５８７号明細書）。
シランまたはジアルキルジアルコキシシランをトリアル
キルシロキシジアルコキシアルミニウムと反応させるこ
とにより規則性の（ｏｒｄｅｒｅｄ）有機ケイ素−アル
ミニウム酸化物コポリマーを生成する方法を教示してい
る（１９６３年１０月３０日に発行の米国特許第３０６
１５８７号明細書）。
〔課題を解決するための手段及び作用効果〕−悪態様お
いて、本発明は、電子デバイスの如き敏感な基材の表面
特性を保護するための単一層及び／または多層のコーテ
ィングの低温形成方法に関する。第二の態様において、
本発明は、中間レベルの誘電体フィルムにより電気的に
分離された多重金属化層中で電子機能が作り出されそし
て発生する電子デバイスに使用されるような中間レベル
の誘電体フィルムの形成に関する。本発明の被覆方法は
、結合パッド連結用具及びエツチングパターンを存する
ＣＭＯＳ″４デバイス中の如き不規則な形状を有する表
面を保護するのに特に有効である。
いて、本発明は、電子デバイスの如き敏感な基材の表面
特性を保護するための単一層及び／または多層のコーテ
ィングの低温形成方法に関する。第二の態様において、
本発明は、中間レベルの誘電体フィルムにより電気的に
分離された多重金属化層中で電子機能が作り出されそし
て発生する電子デバイスに使用されるような中間レベル
の誘電体フィルムの形成に関する。本発明の被覆方法は
、結合パッド連結用具及びエツチングパターンを存する
ＣＭＯＳ″４デバイス中の如き不規則な形状を有する表
面を保護するのに特に有効である。
本発明では、二酸化ケイ素とジルコニウム、アルミニウ
ム及び／またはチタンの酸化物とを含有する窒化コーテ
ィングの平坦化第−層を基材表面上に形成する方法が説
明される。窒化されたケイ素及びその他の金属の酸化物
のコーティングは、単一層として実質的な表面保護を与
え、そして、その他のオーバーコート層とは独立に使用
できまたは多層保護コーティング系の第−層として使用
できる。あるいはまた、ケイ素及びその他の金属の酸化
物の窒化されたコーティングは、金属化層による上塗り
の後に中間レベルの誘電体層とじて機能する誘電体フィ
ルムを与える。
ム及び／またはチタンの酸化物とを含有する窒化コーテ
ィングの平坦化第−層を基材表面上に形成する方法が説
明される。窒化されたケイ素及びその他の金属の酸化物
のコーティングは、単一層として実質的な表面保護を与
え、そして、その他のオーバーコート層とは独立に使用
できまたは多層保護コーティング系の第−層として使用
できる。あるいはまた、ケイ素及びその他の金属の酸化
物の窒化されたコーティングは、金属化層による上塗り
の後に中間レベルの誘電体層とじて機能する誘電体フィ
ルムを与える。
本発明によれば、窒化コーティングは、最初に、加水分
解または部分加水分解されたケイ酸エステルとジルコニ
ウム、アルミニウム及び／またはチタンの金属酸化物前
駆物質との混合物を含む溶液を基材の表面に適用し、つ
いでアンモニア雰囲気中でコーティングを熱処理して二
酸化ケイ素とジルコニウム、アルミニウム及び／または
チタンの酸化物とを窒化コーティングへ変えることによ
り得られる。
解または部分加水分解されたケイ酸エステルとジルコニ
ウム、アルミニウム及び／またはチタンの金属酸化物前
駆物質との混合物を含む溶液を基材の表面に適用し、つ
いでアンモニア雰囲気中でコーティングを熱処理して二
酸化ケイ素とジルコニウム、アルミニウム及び／または
チタンの酸化物とを窒化コーティングへ変えることによ
り得られる。
本発明の二重層コーティングは、（１）上記の窒化平坦
化コーティングの第−層と、（２）後述されるケイ素、
ケイ素−窒素、ケイ素−炭素、ケイ素−炭素−窒素のセ
ラミック物質またはセラミック様物質の第二のコーティ
ング層とからなる。
化コーティングの第−層と、（２）後述されるケイ素、
ケイ素−窒素、ケイ素−炭素、ケイ素−炭素−窒素のセ
ラミック物質またはセラミック様物質の第二のコーティ
ング層とからなる。
第二層は、二つの方法のうちのいずれかにより第一コー
ティング層の上に形成される。一つの選択において、第
二コーティング層は、典型的には溶剤（これは後に蒸発
する）中に溶解されたプレセラミックポリマーによる通
常の流し塗り技術を用いて、第−層の表面にプレセラミ
ックポリマーを塗布することにより形成される。ついで
ポリマーコーティングは、後の熱処理によりセラミック
層またはセラミック様の層に変えられる。あるいはまた
、第二層は、化学気相成長（ＣＶＤ）法により直接付着
させたケイ素、ケイ素−窒素、ケイ素−炭素−窒素また
はケイ素−炭素のセラミック層であってもよい。
ティング層の上に形成される。一つの選択において、第
二コーティング層は、典型的には溶剤（これは後に蒸発
する）中に溶解されたプレセラミックポリマーによる通
常の流し塗り技術を用いて、第−層の表面にプレセラミ
ックポリマーを塗布することにより形成される。ついで
ポリマーコーティングは、後の熱処理によりセラミック
層またはセラミック様の層に変えられる。あるいはまた
、第二層は、化学気相成長（ＣＶＤ）法により直接付着
させたケイ素、ケイ素−窒素、ケイ素−炭素−窒素また
はケイ素−炭素のセラミック層であってもよい。
また本発明は、電子デバイスの保護用の三層コーティン
グ系の形成にも関係し、ここで第−層は上記の窒化平坦
化コーティングであり、第二層は上記のセラミックコー
ティングのうちのいずれかである。
グ系の形成にも関係し、ここで第−層は上記の窒化平坦
化コーティングであり、第二層は上記のセラミックコー
ティングのうちのいずれかである。
本発明の三層コーティングの第三層は、（ａ）シラン、
ハロシラン、ハロジシラン、ポリハロシランもしくはこ
れらの混合物のＣＶＤ、 ＰＥＣＶＤもしくは金属助勢
（ｍｅｎｔａｌ ａｓｓｉｓｔｅｄ） ＣＶＤにより適
用された無定形ケイ素物質、または、（ｂ）シラン、ハ
ロシラン、ハロジシラン、ポリハロシランもしくはこれ
らの混合物と１〜６個の炭素原子のアルカン、もしくは
アルキルシランとのＣＶＤもしくはプラズマ強化（ｐｌ
ａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ） ＣＶＤにより適用され
たケイ素−炭素セラミック物質、または（Ｃ）シラン、
ハロシラン、ハロジシラン、ポリハロシランもしくはこ
れらの混合物とアンモニアとのＣＶＤもしくはプラズマ
強化ＣＶＤにより適用されたケイ素−窒素セラミック物
質、または（ｄ）メキサメチルジシラザンのＣＶＤもし
くはプラズマ強化ＣＶＤあるいはシラン、アルカン及び
アンモニアの混合物もしくはアルキルシラン及びアンモ
ニアの混合物のＣＶＤもしくはプラズマ強化ＣＶＤによ
り通用されたケイ素−炭素−窒素セラミック物質の、ト
ップコーティングである。
ハロシラン、ハロジシラン、ポリハロシランもしくはこ
れらの混合物のＣＶＤ、 ＰＥＣＶＤもしくは金属助勢
（ｍｅｎｔａｌ ａｓｓｉｓｔｅｄ） ＣＶＤにより適
用された無定形ケイ素物質、または、（ｂ）シラン、ハ
ロシラン、ハロジシラン、ポリハロシランもしくはこれ
らの混合物と１〜６個の炭素原子のアルカン、もしくは
アルキルシランとのＣＶＤもしくはプラズマ強化（ｐｌ
ａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ） ＣＶＤにより適用され
たケイ素−炭素セラミック物質、または（Ｃ）シラン、
ハロシラン、ハロジシラン、ポリハロシランもしくはこ
れらの混合物とアンモニアとのＣＶＤもしくはプラズマ
強化ＣＶＤにより適用されたケイ素−窒素セラミック物
質、または（ｄ）メキサメチルジシラザンのＣＶＤもし
くはプラズマ強化ＣＶＤあるいはシラン、アルカン及び
アンモニアの混合物もしくはアルキルシラン及びアンモ
ニアの混合物のＣＶＤもしくはプラズマ強化ＣＶＤによ
り通用されたケイ素−炭素−窒素セラミック物質の、ト
ップコーティングである。
本発明は、窒化されたセラミックコーティングが電子デ
バイス及び集積回路を含むがこれらに限定されない基材
に適用されて基材を環境から保護することができるとい
う発見に関連する。窒化セラミックコーティングは、加
水分解または部分加水分解されたケイ酸エステルとジル
コニウム、アルミニウム及び／またはチタンの金属酸化
物前駆物質との混合物を含有する溶剤を用いて通用され
たフィルムを、アンモニア雰囲気中で、好ましくは低温
でセラミック化することにより調製される。
バイス及び集積回路を含むがこれらに限定されない基材
に適用されて基材を環境から保護することができるとい
う発見に関連する。窒化セラミックコーティングは、加
水分解または部分加水分解されたケイ酸エステルとジル
コニウム、アルミニウム及び／またはチタンの金属酸化
物前駆物質との混合物を含有する溶剤を用いて通用され
たフィルムを、アンモニア雰囲気中で、好ましくは低温
でセラミック化することにより調製される。
本発明において、Ｅセラミック」という用語は、通常の
セラミック物質と、熱処理により化学組成及び物理的特
性に実質的な変化がみられるが材料のプレセラミック構
造を代表する残留水素及び／または他の元素を全く含ま
ないものでなくても差支えないその他の熱処理または熱
分解された物質の両方を意味するものである。本発明に
おいて、「電子デバイス」という用語は、電子デバイス
、シリコン系デバイス、ヒ化ガリウムデバイス、焦点面
アレー（ｆｏｃａｌ ｐｌａｎｅ ａｒｒａｙｓ）、光
電子デバイス、光電池、光学デバイス、トランジスター
様のデバイス、多層デバイス、３−Ｄデバイス、シリコ
ン−オン−インシュレーター（Ｓｏｌ）デバイス、超格
子デバイス等を含むものであるが、これらに限定はされ
ない。
セラミック物質と、熱処理により化学組成及び物理的特
性に実質的な変化がみられるが材料のプレセラミック構
造を代表する残留水素及び／または他の元素を全く含ま
ないものでなくても差支えないその他の熱処理または熱
分解された物質の両方を意味するものである。本発明に
おいて、「電子デバイス」という用語は、電子デバイス
、シリコン系デバイス、ヒ化ガリウムデバイス、焦点面
アレー（ｆｏｃａｌ ｐｌａｎｅ ａｒｒａｙｓ）、光
電子デバイス、光電池、光学デバイス、トランジスター
様のデバイス、多層デバイス、３−Ｄデバイス、シリコ
ン−オン−インシュレーター（Ｓｏｌ）デバイス、超格
子デバイス等を含むものであるが、これらに限定はされ
ない。
本発明において、「流動性溶液」という用語は、加水分
解または部分加水分解されたケイ酸エステルとアルミニ
ウム、チタン及びジルコニウムのアシルオキシ化合物及
びアルコキシ化合物からなる群から選ばれた金属酸化物
前駆物質とを含んでなる流動性の、押出可能なまたは流
し込み可能な有機溶剤溶液を意味するものと理解される
べきである。本発明において、「硬化」という用語は、
固体のセラミックコーティング物質が生成されるような
程度に加熱することによる出発物質の共反応及びセラミ
ック化または部分セラミック化を意味するものである。
解または部分加水分解されたケイ酸エステルとアルミニ
ウム、チタン及びジルコニウムのアシルオキシ化合物及
びアルコキシ化合物からなる群から選ばれた金属酸化物
前駆物質とを含んでなる流動性の、押出可能なまたは流
し込み可能な有機溶剤溶液を意味するものと理解される
べきである。本発明において、「硬化」という用語は、
固体のセラミックコーティング物質が生成されるような
程度に加熱することによる出発物質の共反応及びセラミ
ック化または部分セラミック化を意味するものである。
本発明において、「窒化コーティング」という用語は、
金属及び酸素を含有し、更に窒素を含有しているフィル
ムまたは層を意味するものである。
金属及び酸素を含有し、更に窒素を含有しているフィル
ムまたは層を意味するものである。
窒素の取込みが、本発明の方法でもって起こることがわ
かった。かくして、ケイ素のオキシ窒化物は本明細書に
記載され−る「窒化コーティング」物質の範囲内に見い
だされる可能性ある物質として考えられる。
かった。かくして、ケイ素のオキシ窒化物は本明細書に
記載され−る「窒化コーティング」物質の範囲内に見い
だされる可能性ある物質として考えられる。
本発明は、電子デバイスの如き基材の表面に薄い単一層
または多層のセラミックコーティングを低温で形成する
ことにより基材の保護を増強することに関する。本発明
によれば、基材をまず、加水分解または部分加水分解さ
れたケイ酸エステルと金属酸化物前駆物質とを混合する
ことにより作られた生成物の溶液で被覆する。ケイ酸エ
ステルは、有機のオルトシリケートであり、これにはメ
チルオルトシリケート、エチルオルトシリケート、ブチ
ルオルトシリケート及びオクチルオルトシリケートの如
きアルキルオルトシリケートが含まれる。一般に、１〜
１０個の炭素原子のアルキル基を有するアルキルオルト
シリケートがコーティング組成物を調製するのに好まし
い。エチルオルトシリケートがその容易な人手可能性の
ため特に好ましいが、加水分解して可溶性シリケートゲ
ルまたは樹脂を調製し得る如何なるケイ酸エステルも使
用することができる。
または多層のセラミックコーティングを低温で形成する
ことにより基材の保護を増強することに関する。本発明
によれば、基材をまず、加水分解または部分加水分解さ
れたケイ酸エステルと金属酸化物前駆物質とを混合する
ことにより作られた生成物の溶液で被覆する。ケイ酸エ
ステルは、有機のオルトシリケートであり、これにはメ
チルオルトシリケート、エチルオルトシリケート、ブチ
ルオルトシリケート及びオクチルオルトシリケートの如
きアルキルオルトシリケートが含まれる。一般に、１〜
１０個の炭素原子のアルキル基を有するアルキルオルト
シリケートがコーティング組成物を調製するのに好まし
い。エチルオルトシリケートがその容易な人手可能性の
ため特に好ましいが、加水分解して可溶性シリケートゲ
ルまたは樹脂を調製し得る如何なるケイ酸エステルも使
用することができる。
ケイ酸エステルは、ケイ酸エステルの有機溶剤溶液へ水
を加えることにより加水分解または部分加水分解される
。一般に、少量の酸性または塩基性化合物を使用して加
水分解反応を容易にする。
を加えることにより加水分解または部分加水分解される
。一般に、少量の酸性または塩基性化合物を使用して加
水分解反応を容易にする。
好適な有機溶剤には、エタノール、イソプロパツール及
びブタノールの如きアルコール類、テトラヒドロフラン
、ジエチルエーテル及びメチルセロソルブの如きエーテ
ル類、アセトン及びメチルエチルケトンの如きケトン類
が含まれるが、これらに限定はされない、ケイ酸エステ
ルは、金属酸化物前駆物質との混合前に加水分解しても
よく、または金属酸化物前駆物質と混合してから加水分
解してもよい、ジルコニウムテトラアセチルアセトネー
トの如きより反応性の金属酸化物前駆物質を使用する場
合には、まず金属酸化物前駆物質とケイ酸エステルとを
混合し、ついで水の添加前に混合物を均質になるまで還
流することが好ましい。
びブタノールの如きアルコール類、テトラヒドロフラン
、ジエチルエーテル及びメチルセロソルブの如きエーテ
ル類、アセトン及びメチルエチルケトンの如きケトン類
が含まれるが、これらに限定はされない、ケイ酸エステ
ルは、金属酸化物前駆物質との混合前に加水分解しても
よく、または金属酸化物前駆物質と混合してから加水分
解してもよい、ジルコニウムテトラアセチルアセトネー
トの如きより反応性の金属酸化物前駆物質を使用する場
合には、まず金属酸化物前駆物質とケイ酸エステルとを
混合し、ついで水の添加前に混合物を均質になるまで還
流することが好ましい。
このような予備反応は、−層均一で制御可能な加水分解
を可能にし、−層均質なコーティング溶液を与える。
を可能にし、−層均質なコーティング溶液を与える。
非常に反応性の金属酸化物前駆物質とケイ酸エステルと
の混合物が予備反応工程を用いずに加水分解される場合
には、しばしば不均質なゲル化が起こる。本発明の目的
上は、一連の手順またはその他でケイ酸エステル及び金
属酸化物前駆物質の加水分解または部分加水分解された
混合物の均質な溶液を得ることが必要とされるだけであ
る。
の混合物が予備反応工程を用いずに加水分解される場合
には、しばしば不均質なゲル化が起こる。本発明の目的
上は、一連の手順またはその他でケイ酸エステル及び金
属酸化物前駆物質の加水分解または部分加水分解された
混合物の均質な溶液を得ることが必要とされるだけであ
る。
金属酸化物前駆物質は、基材をコーティングするための
流動性溶液を調製するのに充分なだけの有機溶剤中でケ
イ酸エステルまたは加水分解されたケイ酸エステルと一
緒にされる。単一の金属酸化物前駆物質をケイ酸エステ
ルまたは加水分解されたケイ酸エステルと一緒にしても
よく、あるいは２種もしくは３種の金属酸化物前駆物質
の混合物を上記のエステルと一緒にしてもよい。本発明
の目的上、金属酸化物前駆物質は有機溶剤に可溶性であ
るアルミニウム、ジルコニウムまたはチタンの化合物で
ある。このような可溶性の金属化合物には、アルミニウ
ム、ジルコニウム及びチタンのアルコキシ化合物及びア
シルオキシ化合物が含まれる。
流動性溶液を調製するのに充分なだけの有機溶剤中でケ
イ酸エステルまたは加水分解されたケイ酸エステルと一
緒にされる。単一の金属酸化物前駆物質をケイ酸エステ
ルまたは加水分解されたケイ酸エステルと一緒にしても
よく、あるいは２種もしくは３種の金属酸化物前駆物質
の混合物を上記のエステルと一緒にしてもよい。本発明
の目的上、金属酸化物前駆物質は有機溶剤に可溶性であ
るアルミニウム、ジルコニウムまたはチタンの化合物で
ある。このような可溶性の金属化合物には、アルミニウ
ム、ジルコニウム及びチタンのアルコキシ化合物及びア
シルオキシ化合物が含まれる。
金属の原子価に応じて、可溶性の金属化合物は金属に結
合された４個までのアルコキシ基またはアシルオキシ基
を有することができる。本発明の目的上は、金属化合物
が有機溶剤に充分可溶性になるような数のアシルオキシ
基またはアルコキシ基を有することのみが必要である。
合された４個までのアルコキシ基またはアシルオキシ基
を有することができる。本発明の目的上は、金属化合物
が有機溶剤に充分可溶性になるような数のアシルオキシ
基またはアルコキシ基を有することのみが必要である。
特定のアシルオキシ基またはアルコキシ基の選択は重要
ではない。これは、これらの基はコーティング成分を窒
化された金属酸化物に変えるセラミック化熱処理の間に
最終的に加水分解されるかまたは熱分解されるという意
味で一時的なものであるからである。
ではない。これは、これらの基はコーティング成分を窒
化された金属酸化物に変えるセラミック化熱処理の間に
最終的に加水分解されるかまたは熱分解されるという意
味で一時的なものであるからである。
典型的なアシルオキシ基及びアルコキシ基には、例えば
、イソブトキシ、イソプロポキシ、アセチルアセトネー
ト、ｎ−プロポキシ、ステアレート、プロパノエート及
びヘキソキシが含まれる。有用な金属酸化物前駆物質に
は、例えば、テトラアセチルアセトネートジルコニウム
Ｚｒ（ＱＣ（ＣＨｚ） ＝１！ＩＩＣ−（Ｑ）ＣＨ３）
４、ジブトキシジアセチルアセトネートチタンＴｉ （
ＯＣｎｔｔｑ） ｚ （’ＱＣ（Ｃｌｈ） ＝ （！ｔ
ｌｃ （０） ＣＩ＋３） ｚ 、アへミニウムトリア
セチルジアセトネート八１ （０（ＣＨｚ） ＝（！Ｈ
Ｃ（０）ＣＨｚ） ３及びテトライソブトキシチタンＴ
ｉ（ＯＣｔｌｚＣＨ（Ｃｔｌｉ）ｚ）ｎが含まれる。
、イソブトキシ、イソプロポキシ、アセチルアセトネー
ト、ｎ−プロポキシ、ステアレート、プロパノエート及
びヘキソキシが含まれる。有用な金属酸化物前駆物質に
は、例えば、テトラアセチルアセトネートジルコニウム
Ｚｒ（ＱＣ（ＣＨｚ） ＝１！ＩＩＣ−（Ｑ）ＣＨ３）
４、ジブトキシジアセチルアセトネートチタンＴｉ （
ＯＣｎｔｔｑ） ｚ （’ＱＣ（Ｃｌｈ） ＝ （！ｔ
ｌｃ （０） ＣＩ＋３） ｚ 、アへミニウムトリア
セチルジアセトネート八１ （０（ＣＨｚ） ＝（！Ｈ
Ｃ（０）ＣＨｚ） ３及びテトライソブトキシチタンＴ
ｉ（ＯＣｔｌｚＣＨ（Ｃｔｌｉ）ｚ）ｎが含まれる。
一般には、金属酸化物前駆ｖＩＪ質は、セラミック化の
後にアルミニウム、ジルコニウム及び／またはチタンの
金属酸化物の合計含量がセラミック残留分の約０．１重
量％から約３０重量％までになるような比率でケイ酸エ
ステルまたは加水分解されたケイ酸エステルと一緒にさ
れる。最終のセラミンクコーティングに所定量のアルミ
ニウム、ジルコニウム及び／またはチタンの酸化物を与
えるのに適当な金属酸化物前駆物質の特定比率は、金属
酸化物前駆物質化合物中に存在するアシルオキシ基及び
／またはアルコキシ基の大きさに応じて変化することを
理解すべきである。適当な比率は、−１には、前駆物質
化合物により表わされるアルミニウム、ジルコニウム及
び／またはチタンの酸化物の当量及びケイ酸エステルに
より表わされる二酸化ケイ素の対応する当量に基く計算
により決定することができる。
後にアルミニウム、ジルコニウム及び／またはチタンの
金属酸化物の合計含量がセラミック残留分の約０．１重
量％から約３０重量％までになるような比率でケイ酸エ
ステルまたは加水分解されたケイ酸エステルと一緒にさ
れる。最終のセラミンクコーティングに所定量のアルミ
ニウム、ジルコニウム及び／またはチタンの酸化物を与
えるのに適当な金属酸化物前駆物質の特定比率は、金属
酸化物前駆物質化合物中に存在するアシルオキシ基及び
／またはアルコキシ基の大きさに応じて変化することを
理解すべきである。適当な比率は、−１には、前駆物質
化合物により表わされるアルミニウム、ジルコニウム及
び／またはチタンの酸化物の当量及びケイ酸エステルに
より表わされる二酸化ケイ素の対応する当量に基く計算
により決定することができる。
アンモニア中で熱分解された平坦化コーティングの本発
明の例示的な配合には、第１表に示された配合が含まれ
るが、これらの配合に限定はされない。
明の例示的な配合には、第１表に示された配合が含まれ
るが、これらの配合に限定はされない。
第１表
本発明の幾つかの平坦化コーティングの組成３ ７
４．７ ２５．３加水分解さ
れたケイ酸エステル及び金属酸化物前駆物質の混合物は
、基材を被覆するのを容易にするため溶剤で希釈される
。一般には、混合物をエタノールまたはメチルエチルケ
トンの如き溶剤で約０．１〜約９０重量％の固形分に希
釈することが好ましい。この溶液は、電子デバイスの如
き基材へコーティングされ、溶剤は周囲温度または高温
で乾燥させることにより蒸発させる。混合物を電子デバ
イスの如き基材ヘコーティングするための方法には、ス
ピン被覆、浸漬被覆、スプレー被覆または流し塗りが含
まれ、また通常はスピン被覆が好ましいが、これらには
限定されない。
４．７ ２５．３加水分解さ
れたケイ酸エステル及び金属酸化物前駆物質の混合物は
、基材を被覆するのを容易にするため溶剤で希釈される
。一般には、混合物をエタノールまたはメチルエチルケ
トンの如き溶剤で約０．１〜約９０重量％の固形分に希
釈することが好ましい。この溶液は、電子デバイスの如
き基材へコーティングされ、溶剤は周囲温度または高温
で乾燥させることにより蒸発させる。混合物を電子デバ
イスの如き基材ヘコーティングするための方法には、ス
ピン被覆、浸漬被覆、スプレー被覆または流し塗りが含
まれ、また通常はスピン被覆が好ましいが、これらには
限定されない。
ついで、プレセラミックコーティングは、コーティング
されたデバイスをアンモニア雰囲気中において４００’
Ｃで例えばほぼ１時間加熱することにより硬化させられ
てセラミック化される。一般には、他の成分を本質的に
含まない無水アンモニアの雰囲気中で熱処理を行なうこ
とが好ましい。このような雰囲気の使用は、アンモニア
の有効性並びに所定の処理温度及び処理時間で得られる
窒化の程度を増進する。しかしながら、大気圧より低い
圧力のアンモニアまたはアンモニアとその他の非妨害性
ガス成分との混合物のようなより少量のアンモニアを本
発明の方法で使用することができることを理解すべきで
ある。勿論、アンモニアが気体状態に留まる限り大気圧
より高い圧力のアンモニアを使用しても差支えない。熱
処理中にコーティングの窒化を果すのに充分なアンモニ
アを含有する如何なる気体雰囲気も、本発明で使用する
ことができる。本発明の目的上は、熱処理中に窒化を果
すのに充分なアンモニアを含有する雰囲気を「実質的に
アンモニア」雰囲気と称する。
されたデバイスをアンモニア雰囲気中において４００’
Ｃで例えばほぼ１時間加熱することにより硬化させられ
てセラミック化される。一般には、他の成分を本質的に
含まない無水アンモニアの雰囲気中で熱処理を行なうこ
とが好ましい。このような雰囲気の使用は、アンモニア
の有効性並びに所定の処理温度及び処理時間で得られる
窒化の程度を増進する。しかしながら、大気圧より低い
圧力のアンモニアまたはアンモニアとその他の非妨害性
ガス成分との混合物のようなより少量のアンモニアを本
発明の方法で使用することができることを理解すべきで
ある。勿論、アンモニアが気体状態に留まる限り大気圧
より高い圧力のアンモニアを使用しても差支えない。熱
処理中にコーティングの窒化を果すのに充分なアンモニ
アを含有する如何なる気体雰囲気も、本発明で使用する
ことができる。本発明の目的上は、熱処理中に窒化を果
すのに充分なアンモニアを含有する雰囲気を「実質的に
アンモニア」雰囲気と称する。
窒化された金属酸化物セラミックの連続のクラックのな
いフィルムは、本発明の手順により基材の表面に形成さ
れる。観察できるクラックまたは欠陥のないフィルムを
約２ミクロンまでの厚さで形成することができる。典型
的には、電子回路を被覆する場合的０．３〜０．５ミク
ロンの厚さのフィルムを使用することが好ましい。この
ようなフィルムは、それらは熱応力により生じる割れ及
び欠陥の可能性を最小にするが、電子回路の表面上の不
規則な形状を実質的に平坦化または平滑化するのに充分
な厚さを有するので好ましい。この平滑化または平坦化
の効果は、非常に不規則な表面には典型的には有効でな
いその他の成分のその後のコーティングを適用すること
ができるように必要とされる。この層の平滑化効果は、
集積回路デバイスの如き基材の表面にしばしば見られる
不規則な表面形状により引き起こされる機械的応力を最
小にするのに役立つ、このような応力を最小にすること
により、後に適用される不活性化コーティング層の微小
クランクが熱サイクル条件下で減少または排除され、集
積回路デバイスの寿命が延ばされる。
いフィルムは、本発明の手順により基材の表面に形成さ
れる。観察できるクラックまたは欠陥のないフィルムを
約２ミクロンまでの厚さで形成することができる。典型
的には、電子回路を被覆する場合的０．３〜０．５ミク
ロンの厚さのフィルムを使用することが好ましい。この
ようなフィルムは、それらは熱応力により生じる割れ及
び欠陥の可能性を最小にするが、電子回路の表面上の不
規則な形状を実質的に平坦化または平滑化するのに充分
な厚さを有するので好ましい。この平滑化または平坦化
の効果は、非常に不規則な表面には典型的には有効でな
いその他の成分のその後のコーティングを適用すること
ができるように必要とされる。この層の平滑化効果は、
集積回路デバイスの如き基材の表面にしばしば見られる
不規則な表面形状により引き起こされる機械的応力を最
小にするのに役立つ、このような応力を最小にすること
により、後に適用される不活性化コーティング層の微小
クランクが熱サイクル条件下で減少または排除され、集
積回路デバイスの寿命が延ばされる。
本発明の重要な特徴は、プレセラミックコーティングの
熱処理中における５ｉＯＨ，５ｉＯＲ及びＭｏｌ？ （
ここで、Ｒはアルキル基を表わし、ＭはＴｉ 、Ａ／！
またはＺｒを表わす）の熱分解除去にアンモニアを利用
することである。アンモニア雰囲気中でのこの熱処理は
、実質的に残留ＭＯＲ，５ｉＯＲ及び５ｉＯＨの量が低
下したコーティングを生成する。アンモニアの添加は、
５ｉＯＲ，ＭＯＲ及び５ｔａｌｌの熱分解除去に対して
空気よりも一層反応性の雰囲気を生じるものと思われる
。
熱処理中における５ｉＯＨ，５ｉＯＲ及びＭｏｌ？ （
ここで、Ｒはアルキル基を表わし、ＭはＴｉ 、Ａ／！
またはＺｒを表わす）の熱分解除去にアンモニアを利用
することである。アンモニア雰囲気中でのこの熱処理は
、実質的に残留ＭＯＲ，５ｉＯＲ及び５ｉＯＨの量が低
下したコーティングを生成する。アンモニアの添加は、
５ｉＯＲ，ＭＯＲ及び５ｔａｌｌの熱分解除去に対して
空気よりも一層反応性の雰囲気を生じるものと思われる
。
更に、アンモニア中でコーティングを熱分解することに
より窒素がセラミックまたはセラミック様の金属酸化物
コーティングに取り入れられる。
より窒素がセラミックまたはセラミック様の金属酸化物
コーティングに取り入れられる。
本発明の方法に於ける窒化の結果として、約１〜２重量
％の窒素が取り入れられた。窒素の取り入れは、コーテ
ィングの一成分としてオキシ窒化ケイ素が生成すること
によるものと信じられる。
％の窒素が取り入れられた。窒素の取り入れは、コーテ
ィングの一成分としてオキシ窒化ケイ素が生成すること
によるものと信じられる。
現状の技術の方法を上回る本発明の方法の利点は、ケイ
酸エステルと金属酸化物前駆物質の加水分解された混合
物が２００〜約４００″Ｃ程度の低い温度においてアン
モニアの存在下での熱処理により硬化する能力にある。
酸エステルと金属酸化物前駆物質の加水分解された混合
物が２００〜約４００″Ｃ程度の低い温度においてアン
モニアの存在下での熱処理により硬化する能力にある。
この温度範囲は従来技術のそれよりも有意に低い。かく
して、最も広い態様において、本発明の方法は、２００
〜１０００°Ｃの温度におけるアンモニア雰囲気中での
ケイ酸エステルと金属酸化物前ＶＡｙ＃ｙＪ質との加水
分離された混合物のコーティングの熱分解である。しか
し、よりはるかに好ましい態様に於いて、本発明の方法
は、２００°Ｃから約４００°Ｃまでの範囲の温度に於
けるアンモニア雰囲気中でのそのようなコーティングの
熱分解である。
して、最も広い態様において、本発明の方法は、２００
〜１０００°Ｃの温度におけるアンモニア雰囲気中での
ケイ酸エステルと金属酸化物前ＶＡｙ＃ｙＪ質との加水
分離された混合物のコーティングの熱分解である。しか
し、よりはるかに好ましい態様に於いて、本発明の方法
は、２００°Ｃから約４００°Ｃまでの範囲の温度に於
けるアンモニア雰囲気中でのそのようなコーティングの
熱分解である。
更に本発明は、（Ａ）ケイ酸エステルとアルミニウム、
チタン及びジルコニウムのアシルオキシ化合物及びアル
コキシ化合物からなる群から選ばれた金属酸化物前駆物
質との加水分解または部分加水分解された混合物を含ん
でなり、金属酸化物前駆物質の金属酸化物としての重量
比率が約０．１〜約３０％である組成物の流動性溶液を
基材に塗布する工程、（Ｂ）上記溶液を乾燥させてプレ
セラミックコーティングを上記基材に付着させる工程、
そして、（Ｃ）被覆された上記基材を、実質的にアンモ
ニア雰囲気中でセラミックコーティングを基材上に生成
させるのに充分な温度に加熱する工程を含む、基材上に
セラミックコーティングを形成する方法に関する。
チタン及びジルコニウムのアシルオキシ化合物及びアル
コキシ化合物からなる群から選ばれた金属酸化物前駆物
質との加水分解または部分加水分解された混合物を含ん
でなり、金属酸化物前駆物質の金属酸化物としての重量
比率が約０．１〜約３０％である組成物の流動性溶液を
基材に塗布する工程、（Ｂ）上記溶液を乾燥させてプレ
セラミックコーティングを上記基材に付着させる工程、
そして、（Ｃ）被覆された上記基材を、実質的にアンモ
ニア雰囲気中でセラミックコーティングを基材上に生成
させるのに充分な温度に加熱する工程を含む、基材上に
セラミックコーティングを形成する方法に関する。
本発明は更に、これらの窒化された金属酸化物セラミッ
クコーティングを電子デバイスまたは集積回路の如き敏
感な基材を更に保護するための種々のケイ素、ケイ素−
炭素、ケイ素−窒素またはケイ素−炭素−窒素を含有す
る物質で被覆することができるという発見に関連する。
クコーティングを電子デバイスまたは集積回路の如き敏
感な基材を更に保護するための種々のケイ素、ケイ素−
炭素、ケイ素−窒素またはケイ素−炭素−窒素を含有す
る物質で被覆することができるという発見に関連する。
従って、本発明はまた、加水分解されたケイ酸エステル
及び金属酸化物前駆物質のセラミック化された混合物で
前もって被覆された基材に第二の不活性化コーティング
を適用することを含む、多層のセラミックコーティング
を基材上で形成する方法にも関する。
及び金属酸化物前駆物質のセラミック化された混合物で
前もって被覆された基材に第二の不活性化コーティング
を適用することを含む、多層のセラミックコーティング
を基材上で形成する方法にも関する。
この不活性化層は、被覆された集積回路デバイスの如き
基材の電気領域にイオン性の不純物が入るのを防止する
。
基材の電気領域にイオン性の不純物が入るのを防止する
。
不活性化コーティングは例えば、プレセラミックポリマ
ーを溶剤で希釈し、デバイスをこの希釈されたプレセラ
ミックポリマー溶液で被覆し、希釈されたプレセラミッ
クポリマー溶液を溶剤が蒸発するように乾燥させてそれ
によりプレセラミックポリマーのコーティングをデバイ
スへ付着（ｄｅｐｏｓｉｔ） させ、そしてこのコーテ
ィングされたデバイスをデバイス上で第二のコーティン
グをセラミック化するのに充分な温度まで不活性雰囲気
またはアンモニア含有雰囲気中で加熱することにより生
成されたセラミックフィルムを含むことができる。
ーを溶剤で希釈し、デバイスをこの希釈されたプレセラ
ミックポリマー溶液で被覆し、希釈されたプレセラミッ
クポリマー溶液を溶剤が蒸発するように乾燥させてそれ
によりプレセラミックポリマーのコーティングをデバイ
スへ付着（ｄｅｐｏｓｉｔ） させ、そしてこのコーテ
ィングされたデバイスをデバイス上で第二のコーティン
グをセラミック化するのに充分な温度まで不活性雰囲気
またはアンモニア含有雰囲気中で加熱することにより生
成されたセラミックフィルムを含むことができる。
プレセラミックポリマーがコーティング媒体として用い
るのに適した溶剤に溶解し得る限り、如何なるプレセラ
ミックポリマーも上記の不活性化層を調製するのに使用
することができる。好適なプレセラミックポリマーには
例えば、ポリカルボシランやオルガノポリシランのよう
な、炭化ケイ素セラミック材料用の公知の前駆物質であ
るポリマーが含まれる。ポリカルボシランは、ポリジメ
チルシランの熱分解（ｔｈｅｒｎ＋ｏｌｙｓｉｓ） 、
オルガノシランモノマーの熱分解、またはクロロメチル
シランもしくはビニルシランと他のメチルクロロシラン
のカリウム−脱塩素化により調製することができる。ポ
リカルボシラン及びそれらの調製は、米国特許第４０５
２４３０号、同第４４１４４０３号、同第４４９７７８
７号及び同第４４７２５９１号明細書及び西独特許公開
第２２３６０７８号明細書に更に記載されている。
るのに適した溶剤に溶解し得る限り、如何なるプレセラ
ミックポリマーも上記の不活性化層を調製するのに使用
することができる。好適なプレセラミックポリマーには
例えば、ポリカルボシランやオルガノポリシランのよう
な、炭化ケイ素セラミック材料用の公知の前駆物質であ
るポリマーが含まれる。ポリカルボシランは、ポリジメ
チルシランの熱分解（ｔｈｅｒｎ＋ｏｌｙｓｉｓ） 、
オルガノシランモノマーの熱分解、またはクロロメチル
シランもしくはビニルシランと他のメチルクロロシラン
のカリウム−脱塩素化により調製することができる。ポ
リカルボシラン及びそれらの調製は、米国特許第４０５
２４３０号、同第４４１４４０３号、同第４４９７７８
７号及び同第４４７２５９１号明細書及び西独特許公開
第２２３６０７８号明細書に更に記載されている。
オルガノポリシランは、ジ（混合オルガノ）ジクロロシ
ランのナトリウム−脱塩素化により、またはメチルクロ
ロジシランの再配分により調製することができる。オル
ガノポリシランとオルガノポリシラ、ンの種々の誘導体
とそれらの調製とは、米国特許第４２６０７８０号、同
第４３２４９０１号、同第３３１０６５１号、同第４３
１０４８２号、同第４２９８５５９号、同第４５４６１
６３号、同第４２９８５５８号、同第４３１０４８１号
及び同第４３１４９５６号明細書に更に記載されている
。
ランのナトリウム−脱塩素化により、またはメチルクロ
ロジシランの再配分により調製することができる。オル
ガノポリシランとオルガノポリシラ、ンの種々の誘導体
とそれらの調製とは、米国特許第４２６０７８０号、同
第４３２４９０１号、同第３３１０６５１号、同第４３
１０４８２号、同第４２９８５５９号、同第４５４６１
６３号、同第４２９８５５８号、同第４３１０４８１号
及び同第４３１４９５６号明細書に更に記載されている
。
その他の好適なプレセラミックポリマーには、例えば、
米国特許第４３９７８２８号明細書にセイファース（Ｓ
ｅｙｆｅｒ ｔｈ）らにより記載されたようにジクロロ
シランのアンモノリシスにより調製されたポリシラザン
の如き窒化ケイ素セラミック材料用の公知の前駆物質で
あるポリマーが含まれる。
米国特許第４３９７８２８号明細書にセイファース（Ｓ
ｅｙｆｅｒ ｔｈ）らにより記載されたようにジクロロ
シランのアンモノリシスにより調製されたポリシラザン
の如き窒化ケイ素セラミック材料用の公知の前駆物質で
あるポリマーが含まれる。
更にその他の好適なプレセラミックポリマーには、例え
ば、シルセスキアザンや炭素置換ポリシラザンの如きケ
イ素−炭素−窒素セラミック材料用の公知の前駆物質で
あるポリマーが含まれる。
ば、シルセスキアザンや炭素置換ポリシラザンの如きケ
イ素−炭素−窒素セラミック材料用の公知の前駆物質で
あるポリマーが含まれる。
シルセスキアザンは、オノガノトリクロロシランのアン
モノリシス、ＣＨ３５ｉＣＩ！、ｉ及び５ｒＣ１ａノ７
ミノリシス、並びニＣＨ３５ｉＣｆ：＋及びＨＳｉｌ！
、 （Ｄシラザノリシスにより調製することができる。
モノリシス、ＣＨ３５ｉＣＩ！、ｉ及び５ｒＣ１ａノ７
ミノリシス、並びニＣＨ３５ｉＣｆ：＋及びＨＳｉｌ！
、 （Ｄシラザノリシスにより調製することができる。
炭素置換ポリシラザンは、ＣＨＪＳｉＣｌ ｚ もしく
はメチルクロロジシランのアンモノリシス、１１□Ｓｉ
（、ｅｚのアミツリシス、メチルクロロジシランとへキ
サメチルジシランとの熱再配分、またはトリクロロシラ
ンとへキサオルガノジシラザンもしくは環式オルガノシ
ラザンとの熱再配分により調製することができる。シル
セスキアザン及び炭素置換ポリシラザンは、米国特許第
３８９２５８３号、同第３８５３５６７号、同第４３１
２９７０号、同第４４８２６６９号、同第４３９５４６
０号、同第４３４０６１９号、同第４４８２６８９号、
同第４５４３３４４号及び同第４５４０８０３号明細書
に更に記載されている公知の物質である。
はメチルクロロジシランのアンモノリシス、１１□Ｓｉ
（、ｅｚのアミツリシス、メチルクロロジシランとへキ
サメチルジシランとの熱再配分、またはトリクロロシラ
ンとへキサオルガノジシラザンもしくは環式オルガノシ
ラザンとの熱再配分により調製することができる。シル
セスキアザン及び炭素置換ポリシラザンは、米国特許第
３８９２５８３号、同第３８５３５６７号、同第４３１
２９７０号、同第４４８２６６９号、同第４３９５４６
０号、同第４３４０６１９号、同第４４８２６８９号、
同第４５４３３４４号及び同第４５４０８０３号明細書
に更に記載されている公知の物質である。
ポリシラシクロブタシラザンも、不活性化コーティング
層を形成するためのセラミック前駆ポリマーとして有用
である。ポリシラシクロブタシラザンは、■、１−ジク
ロロー１−シラシクロブタンをアンモニア、ヒドラジン
またはジアミ〉′の如き二官能性求核試薬と反応させて
調製される。特に好ましいポリマーは、１．１−ジクロ
ロ−１−シラシクロブタンをトリエチルアミン（酸受容
体）の存在下に塩化メチレン（溶剤）中でエチレンジア
ミンと反応させて調製される。
層を形成するためのセラミック前駆ポリマーとして有用
である。ポリシラシクロブタシラザンは、■、１−ジク
ロロー１−シラシクロブタンをアンモニア、ヒドラジン
またはジアミ〉′の如き二官能性求核試薬と反応させて
調製される。特に好ましいポリマーは、１．１−ジクロ
ロ−１−シラシクロブタンをトリエチルアミン（酸受容
体）の存在下に塩化メチレン（溶剤）中でエチレンジア
ミンと反応させて調製される。
不活性化コーティング層の形成は、米国特許第４５４０
８０３号明細書に記載された方法により調製されたポリ
シラザンがケイ素−炭素−窒素のセラミック層を形成す
るだめの前駆物質として使用される好ましい態様につき
、以下のように特定的に例示される。すなわち、プレセ
ラミックポリマーはトルエンまたはｎ−へブタンの如き
有機溶剤で（例えば０．１〜５０重量％に）希釈される
。このポリマー溶液を電子デバイスの予め通用された平
坦化コーティング上に（スピン被覆の如きいずれかの都
合のよい方法により）塗布する。不活性雰囲気またはア
ンモニア含有雰囲気中で乾燥させて溶剤を蒸発させる。
８０３号明細書に記載された方法により調製されたポリ
シラザンがケイ素−炭素−窒素のセラミック層を形成す
るだめの前駆物質として使用される好ましい態様につき
、以下のように特定的に例示される。すなわち、プレセ
ラミックポリマーはトルエンまたはｎ−へブタンの如き
有機溶剤で（例えば０．１〜５０重量％に）希釈される
。このポリマー溶液を電子デバイスの予め通用された平
坦化コーティング上に（スピン被覆の如きいずれかの都
合のよい方法により）塗布する。不活性雰囲気またはア
ンモニア含有雰囲気中で乾燥させて溶剤を蒸発させる。
ついでプレセラミックポリマーコーティングを、被覆さ
れたデバイスをアルゴン下で４００°Ｃまでの温度で約
１時間加熱することによりセラミンク化させる。かくし
て、２ミクロン未満（好ましくは約０．３〜０．５ミク
ロン）の薄いセラミック不活性化コーティングがデバイ
ス上に生成される。
れたデバイスをアルゴン下で４００°Ｃまでの温度で約
１時間加熱することによりセラミンク化させる。かくし
て、２ミクロン未満（好ましくは約０．３〜０．５ミク
ロン）の薄いセラミック不活性化コーティングがデバイ
ス上に生成される。
プレセラミンクポリマーをセラミ・ンク化または部分的
にセラミック化するのに好ましい温度範囲は２００〜４
００°Ｃである。プレセラミックポリマーをセラミック
化するのに一層好ましい温度範囲は３００〜４００°Ｃ
である。プレセラミックコーティングをセラミック化ま
たは部分的にセラミック化するための熱を適用する方法
は、通常の熱的方法に限定されない。同様に、本発明は
４００°Ｃ未満のセラミック化温度にも限定されない。
にセラミック化するのに好ましい温度範囲は２００〜４
００°Ｃである。プレセラミックポリマーをセラミック
化するのに一層好ましい温度範囲は３００〜４００°Ｃ
である。プレセラミックコーティングをセラミック化ま
たは部分的にセラミック化するための熱を適用する方法
は、通常の熱的方法に限定されない。同様に、本発明は
４００°Ｃ未満のセラミック化温度にも限定されない。
少なくとも１０００″Ｃまでの温度（１０００°Ｃを含
む）を利用するセラミック化技術は、当業者にとって自
明であり、基材がそのような温度に耐え得る場合本発明
において有用である。
む）を利用するセラミック化技術は、当業者にとって自
明であり、基材がそのような温度に耐え得る場合本発明
において有用である。
第二のコーティング又は不活性化コーティングは、ＣＶ
Ｄ法またはＰＥＣＶＤ法で適用されたケイ素含有コーテ
ィング、ケイ素−炭素含有コーティング、ケイ素−窒素
含有コーティングもしくはケイ素−炭素−窒素含有コー
ティングまたはこれらのコーティングの組合せを含むこ
ともできる。主としてケイ素から構成される物質は、シ
ラン、ハロシラン、ポリハロシランまたはハロジシラン
のＣＶＤまたはプラズマ強化ＣＶＤにより堆積させるこ
とができる。ケイ素−窒素含有物質は、シラザンもしく
はシクロシラザン（ＨｚＳｉＮ）Ｉ）ＸのＣＶＤもしく
はプラズマ強化ＣＶＤ、アンモニアと組合せられたポリ
シラシクロブタシラザンかカルボシラザンのいずれかの
ＣＶＤもしくはプラズマ強化ＣＶＤ、または、シラン、
ハロシラン、ポリハロシランもしくはハロジシランのい
ずれかをアンモニアと反応させて生成された生成物のＣ
ＶＤもしくはプラズマ強化ＣＶＤによって、堆積させる
ことができる。ケイ素−炭素含有物質は、シラン、ハロ
シラン、ポリハロシランまたはハロジシランのいずれか
を炭素原子数１〜６個のアルカンと反応させて生成され
た生成物のＣＶＤまたはプラズマ強化ＣＶＤにより堆積
させることができる。ケイ素−炭素−窒素含有物質は、
アンモニア雰囲気中でのへキサメチルジシラザンかカル
ボシラザンのいずれかのＣＶＤもしくはＰＥＣＶＤ 、
シクロシラザン、シラザンのＣＶＤもしくはＰＥＣＶＤ
、あるいは、シランもしくはアルキルシランのいずれ
かと炭素原子数１〜６個のアルカン及びアンモニアとの
混合物のＣＶＤもしくはＰＥＣＶＤにより堆積させるこ
とができる。
Ｄ法またはＰＥＣＶＤ法で適用されたケイ素含有コーテ
ィング、ケイ素−炭素含有コーティング、ケイ素−窒素
含有コーティングもしくはケイ素−炭素−窒素含有コー
ティングまたはこれらのコーティングの組合せを含むこ
ともできる。主としてケイ素から構成される物質は、シ
ラン、ハロシラン、ポリハロシランまたはハロジシラン
のＣＶＤまたはプラズマ強化ＣＶＤにより堆積させるこ
とができる。ケイ素−窒素含有物質は、シラザンもしく
はシクロシラザン（ＨｚＳｉＮ）Ｉ）ＸのＣＶＤもしく
はプラズマ強化ＣＶＤ、アンモニアと組合せられたポリ
シラシクロブタシラザンかカルボシラザンのいずれかの
ＣＶＤもしくはプラズマ強化ＣＶＤ、または、シラン、
ハロシラン、ポリハロシランもしくはハロジシランのい
ずれかをアンモニアと反応させて生成された生成物のＣ
ＶＤもしくはプラズマ強化ＣＶＤによって、堆積させる
ことができる。ケイ素−炭素含有物質は、シラン、ハロ
シラン、ポリハロシランまたはハロジシランのいずれか
を炭素原子数１〜６個のアルカンと反応させて生成され
た生成物のＣＶＤまたはプラズマ強化ＣＶＤにより堆積
させることができる。ケイ素−炭素−窒素含有物質は、
アンモニア雰囲気中でのへキサメチルジシラザンかカル
ボシラザンのいずれかのＣＶＤもしくはＰＥＣＶＤ 、
シクロシラザン、シラザンのＣＶＤもしくはＰＥＣＶＤ
、あるいは、シランもしくはアルキルシランのいずれ
かと炭素原子数１〜６個のアルカン及びアンモニアとの
混合物のＣＶＤもしくはＰＥＣＶＤにより堆積させるこ
とができる。
電子デバイスまたは集積回路の如き敏感な基材を更に保
護するためには、本発明の平坦化コーティング層及び／
または不活性化コーティング層の上面を覆ってバリヤー
コーティングを適用することも有利であろう。バリヤー
コーティング層は、あらゆる形態の水、有機蒸気及びイ
オン性不純物を含めた全ての外的影響から基材表面を密
閉的に封止しようとするものである。バリヤー層を作る
のに使用するための好ましい成分には、緻密な無定形ケ
イ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素及びケイ素−炭素−窒素
のセラミック材料が含まれ、緻密な無定形ケイ素が最も
好ましい。
護するためには、本発明の平坦化コーティング層及び／
または不活性化コーティング層の上面を覆ってバリヤー
コーティングを適用することも有利であろう。バリヤー
コーティング層は、あらゆる形態の水、有機蒸気及びイ
オン性不純物を含めた全ての外的影響から基材表面を密
閉的に封止しようとするものである。バリヤー層を作る
のに使用するための好ましい成分には、緻密な無定形ケ
イ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素及びケイ素−炭素−窒素
のセラミック材料が含まれ、緻密な無定形ケイ素が最も
好ましい。
バリヤーコーティングは一般に、ＣＶＤ法またはプラズ
マ強化ＣＶＤ法により適用される。バリヤーコーティン
グは、不活性化コーティング層の通用について先に説明
したＣＶＤ法またはプラズマ強化ＣＶＤ法のいずれかに
より適用することができる。しかしながら、同時係属米
国特許出願第８３５０２９号明細書の請求項に記載され
た金属助勢ＣＶＤ法によりケイ素を含有する第三層また
はトップコーティングを比較的低い反応温度で形成する
ことが好ましい。金属助勢ＣＶＤ法は、５ｔＣｊ！＜。
マ強化ＣＶＤ法により適用される。バリヤーコーティン
グは、不活性化コーティング層の通用について先に説明
したＣＶＤ法またはプラズマ強化ＣＶＤ法のいずれかに
より適用することができる。しかしながら、同時係属米
国特許出願第８３５０２９号明細書の請求項に記載され
た金属助勢ＣＶＤ法によりケイ素を含有する第三層また
はトップコーティングを比較的低い反応温度で形成する
ことが好ましい。金属助勢ＣＶＤ法は、５ｔＣｊ！＜。
ＳｉＢｒ４＋ ｌｌ５ｉｌ、、 ｆｉｓｔ（Ｉ！、、及
びＨ５ｉＢｒｚからコーティングを堆積させるのに特に
適している。
びＨ５ｉＢｒｚからコーティングを堆積させるのに特に
適している。
本発明により生成された単一層または多層のコーティン
グは欠陥密度が低く、そして、保護コーティングとして
、耐腐蝕性且つ耐摩耗性のコーティングとして、耐熱性
且つ耐湿性コーティングとして、及びＮａ”やＣ１−の
如きイオン性不純物に対する拡散バリヤーとして電子デ
バイスに有用である。また本発明のコーティングは、環
境から電子デバイスを保護するほかに機能目的にも有用
である。本発明のコーティングは、例えば、中間レベル
誘電体層、多層デバイス、３−Ｄデバイス、コンパクト
ディスク、光学ディスク、光学的に読み取り可能なデバ
イス及び表面、Ｓｏｌデバイス、超電導デバイス並びに
超格子デバイスとして有用である。更に詳細には、酸化
ケイ素とアルミニウム、ジルコニウム及び／またはチタ
ンの酸化物との窒化された混合物のセラミックコーティ
ングは、電子デバイスの本体内及び金属化層の間の中間
レヘル誘電体として有用である。
グは欠陥密度が低く、そして、保護コーティングとして
、耐腐蝕性且つ耐摩耗性のコーティングとして、耐熱性
且つ耐湿性コーティングとして、及びＮａ”やＣ１−の
如きイオン性不純物に対する拡散バリヤーとして電子デ
バイスに有用である。また本発明のコーティングは、環
境から電子デバイスを保護するほかに機能目的にも有用
である。本発明のコーティングは、例えば、中間レベル
誘電体層、多層デバイス、３−Ｄデバイス、コンパクト
ディスク、光学ディスク、光学的に読み取り可能なデバ
イス及び表面、Ｓｏｌデバイス、超電導デバイス並びに
超格子デバイスとして有用である。更に詳細には、酸化
ケイ素とアルミニウム、ジルコニウム及び／またはチタ
ンの酸化物との窒化された混合物のセラミックコーティ
ングは、電子デバイスの本体内及び金属化層の間の中間
レヘル誘電体として有用である。
本発明により作られたコーティングのもう一つの特異な
面は、電磁線に対する透過性である。かくして、本発明
のコーティングの特別な利点は、電磁線が被覆されたデ
バイスに出入することのできる焦点面アレー、光電池ま
たはオプトエレクトロニクスデバイスに利用することで
ある。
面は、電磁線に対する透過性である。かくして、本発明
のコーティングの特別な利点は、電磁線が被覆されたデ
バイスに出入することのできる焦点面アレー、光電池ま
たはオプトエレクトロニクスデバイスに利用することで
ある。
最終のパッケージ安定性のためそして取扱いを改善する
ためには、有機ポリマーまたは有機金属ポリマーの最終
コーティングを本発明の保護コーティングを含んでいる
電子デバイスに適用してもよい、ということを理解すべ
きである。電子デバイスのパッケージングに従来使用さ
れている有機ポリマーまたは有機金属ポリマーのいずれ
も、本発明の保護コーティングを含んでいるデバイスを
パッケージングするのに使用することができる。
ためには、有機ポリマーまたは有機金属ポリマーの最終
コーティングを本発明の保護コーティングを含んでいる
電子デバイスに適用してもよい、ということを理解すべ
きである。電子デバイスのパッケージングに従来使用さ
れている有機ポリマーまたは有機金属ポリマーのいずれ
も、本発明の保護コーティングを含んでいるデバイスを
パッケージングするのに使用することができる。
そのようなパッケージ用コーティングは、一般に比較的
厚い（２ミクロンを超える、典型的には２０〜５０ミル
）層で適用される。例えばポリベンゾシクロブタン、エ
ポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、オルガノシロキサン樹脂
、ポリフェニレンスルフィド樹脂、オルガノシロキサン
とポリアミドとのコポリマー、オルガノシロキサンとエ
ポキシ樹脂とのコポリマー、オルガノシロキサンとポリ
ベンゾシクロブタンとのコポリマー、ポリエステル樹脂
、オルガノシロキサンとポリエステルとのコポリマー、
ポリホスファゼン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ
エチレン並びにポリプロピレンの如き熱硬化性かあるい
は熱可塑性のポリマーを、パッケージ用コーティングの
適用のために用いることができる。
厚い（２ミクロンを超える、典型的には２０〜５０ミル
）層で適用される。例えばポリベンゾシクロブタン、エ
ポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、オルガノシロキサン樹脂
、ポリフェニレンスルフィド樹脂、オルガノシロキサン
とポリアミドとのコポリマー、オルガノシロキサンとエ
ポキシ樹脂とのコポリマー、オルガノシロキサンとポリ
ベンゾシクロブタンとのコポリマー、ポリエステル樹脂
、オルガノシロキサンとポリエステルとのコポリマー、
ポリホスファゼン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ
エチレン並びにポリプロピレンの如き熱硬化性かあるい
は熱可塑性のポリマーを、パッケージ用コーティングの
適用のために用いることができる。
パンケージ用コーティングは、通常の電子デバイスをパ
ッケージングするための公知の方法のいずれにより本発
明の電子デバイスに適用してもよい。例えば、コーティ
ングは成形法またはスピン被覆法、スプレー被覆法、浸
漬被覆法、スクリーン被覆法もしくは流し塗り法の如き
溶液被覆法により適用することができる。本発明の一つ
または二つ以上の保護コーティング層と有機ポリマーま
たは有機金属ポリマーのオーバーコーテイングとを有す
る電子デバイスは、本発明のコーティングが有機ポリマ
ーコーティングまたは有機金属ポリマーコーティングか
ら高温で放出されるあらゆる腐蝕性ガスから電子デバイ
スを保護するので、有機ポリマーまたは有機金属ポリマ
ーのみでコーティングされたデバイスに比べて信頼性が
向上する。
ッケージングするための公知の方法のいずれにより本発
明の電子デバイスに適用してもよい。例えば、コーティ
ングは成形法またはスピン被覆法、スプレー被覆法、浸
漬被覆法、スクリーン被覆法もしくは流し塗り法の如き
溶液被覆法により適用することができる。本発明の一つ
または二つ以上の保護コーティング層と有機ポリマーま
たは有機金属ポリマーのオーバーコーテイングとを有す
る電子デバイスは、本発明のコーティングが有機ポリマ
ーコーティングまたは有機金属ポリマーコーティングか
ら高温で放出されるあらゆる腐蝕性ガスから電子デバイ
スを保護するので、有機ポリマーまたは有機金属ポリマ
ーのみでコーティングされたデバイスに比べて信頼性が
向上する。
以下の例は、本発明を当業者に例示するために提供する
ものであって、特許請求の範囲に適切に記載される本発
明を限定するものとみなすべきではない。１部」または
「％」による比率は、特にことわらない限り全て重量基
準による。
ものであって、特許請求の範囲に適切に記載される本発
明を限定するものとみなすべきではない。１部」または
「％」による比率は、特にことわらない限り全て重量基
準による。
±ニーアンモニア中での５ｉＯｚ／Ｚｒ０ｚ （９０：
１０）のセラミック化 エチルオルトシリケート０．３１２５ ｇ及びジルコニ
ウムテトラアセチルアセトネート０．０３９６ ｇの混
合物をエタノール３５．２ｇに溶解させ、そして２４時
間還流させた。ついでこの混合物を室温に冷却した。混
合物のうちの５ｇ分を水０．０３３ｇ及び５％水性ＨＣ
ｊ２の１滴と一緒にした。この溶液を６０〜７５°Ｃで
４５分間加熱して、加水分解されたプレセラミックポリ
マー溶液を得た。この溶液の５滴を、モトローラ（Ｍｏ
ｔｏｒｏｌａ）社製１４０１１Ｂ ＣＭＯ５電子デバイ
スへ約１１５０ｒｐｎ＋で１分間スピン被覆した。
１０）のセラミック化 エチルオルトシリケート０．３１２５ ｇ及びジルコニ
ウムテトラアセチルアセトネート０．０３９６ ｇの混
合物をエタノール３５．２ｇに溶解させ、そして２４時
間還流させた。ついでこの混合物を室温に冷却した。混
合物のうちの５ｇ分を水０．０３３ｇ及び５％水性ＨＣ
ｊ２の１滴と一緒にした。この溶液を６０〜７５°Ｃで
４５分間加熱して、加水分解されたプレセラミックポリ
マー溶液を得た。この溶液の５滴を、モトローラ（Ｍｏ
ｔｏｒｏｌａ）社製１４０１１Ｂ ＣＭＯ５電子デバイ
スへ約１１５０ｒｐｎ＋で１分間スピン被覆した。
２インチ（５，０８ｃｍ）のリンドバーグ炉を無水アン
モニアで２０分間フラッシュして、他の成分を本質的に
含まないアンモニア雰囲気を用意した。
モニアで２０分間フラッシュして、他の成分を本質的に
含まないアンモニア雰囲気を用意した。
付着したコーティングを、炉内のアンモニア雰囲気中に
おいて４００°Ｃで１時間加熱してセラミック化させた
。窒化されたセラミックＳｉＯ□／ＺｒＯ□の薄い平坦
化コーティングがデバイス上に生成された。
おいて４００°Ｃで１時間加熱してセラミック化させた
。窒化されたセラミックＳｉＯ□／ＺｒＯ□の薄い平坦
化コーティングがデバイス上に生成された。
コーティングされたデバイスを４０倍の倍率で調べたと
ころ、コーティングは、コーティングのクランクまたは
欠陥のない良好な光学的品質のものであることがわかっ
た。コーティングは、この方法によりアルミニウムパネ
ルへも適用された。
ころ、コーティングは、コーティングのクランクまたは
欠陥のない良好な光学的品質のものであることがわかっ
た。コーティングは、この方法によりアルミニウムパネ
ルへも適用された。
１−アンモニア中でのＳｉＯ２／ＴｉＯ□のセラミック
化 エチルオルトシリケート８．６ ｄ、エタノール８、６
ｄ、水２．８ ｄ及び５％の水性１（Ｃｆ１滴の）溶
液を６０°Ｃで３０分間加熱した。この溶液を６０−の
エタノールで希釈した。シリケー目客演のうちの１．８
ｇ分をエタノール８．２ｇ及びジブトキシジアセチルア
セトネートチタン（Ｔｉ（ＯＣ４１１，）ｚ（ＯｚＣｓ
ｌｌｔ）ｚ）０．０４ｇと混合し、使用前に２４時間室
温で静置した。
化 エチルオルトシリケート８．６ ｄ、エタノール８、６
ｄ、水２．８ ｄ及び５％の水性１（Ｃｆ１滴の）溶
液を６０°Ｃで３０分間加熱した。この溶液を６０−の
エタノールで希釈した。シリケー目客演のうちの１．８
ｇ分をエタノール８．２ｇ及びジブトキシジアセチルア
セトネートチタン（Ｔｉ（ＯＣ４１１，）ｚ（ＯｚＣｓ
ｌｌｔ）ｚ）０．０４ｇと混合し、使用前に２４時間室
温で静置した。
シリケート／チタン溶液（５滴）を、電子デバイスへ１
６９５ｒｐｍで３０秒間スピン被覆し、溶剤を蒸発させ
た。付着したコーティングを、アンモニア中において４
００’Ｃで１時間加熱してセラミック化させた。窒化さ
れたセラミックＳｉＯ□／ＴｉＯ□の薄い平坦化コーテ
ィングがデバイス上に生成された。
６９５ｒｐｍで３０秒間スピン被覆し、溶剤を蒸発させ
た。付着したコーティングを、アンモニア中において４
００’Ｃで１時間加熱してセラミック化させた。窒化さ
れたセラミックＳｉＯ□／ＴｉＯ□の薄い平坦化コーテ
ィングがデバイス上に生成された。
コーティングは、この方法によりアルミニウムパネルに
も適用された。
も適用された。
１−アンモニア中でのＳｉＯ□／Ｉ／２□０３のセラミ
ック化 エチルオルトシリケート５．０４ｍ１、エタノール５．
０４ｄ、水９．９成及び５％水性１（ＣＩ２２滴の溶液
を６０〜７０°Ｃで３０分間加熱した。この溶液を、エ
タノール６０成を加え、続いて５％水性ｔｉｌ１滴を添
加して３．３％の固形分に希釈した。この溶液を室温で
４日間静置した。この溶液のうちの１０ｇ分をアルミニ
ウムトリスペンタンジオネート０．２３５ｇ及びエタノ
ール２６．２ｇと混合して、透き通った安定なプレセラ
ミックポリマー溶液を得た。
ック化 エチルオルトシリケート５．０４ｍ１、エタノール５．
０４ｄ、水９．９成及び５％水性１（ＣＩ２２滴の溶液
を６０〜７０°Ｃで３０分間加熱した。この溶液を、エ
タノール６０成を加え、続いて５％水性ｔｉｌ１滴を添
加して３．３％の固形分に希釈した。この溶液を室温で
４日間静置した。この溶液のうちの１０ｇ分をアルミニ
ウムトリスペンタンジオネート０．２３５ｇ及びエタノ
ール２６．２ｇと混合して、透き通った安定なプレセラ
ミックポリマー溶液を得た。
このプレセラミックポリマー溶液５滴をモトローラ社製
１４０１１Ｂ電子ＣＭＯＳデバイスへ１６９５ｒｐｍで
３０秒間スピン被覆した。溶剤の蒸発後、付着したコー
ティングをアンモニア中において４００°Ｃで１時間加
熱してセラミック化させた。窒化されたセラミックＳｉ
Ｏ□／Ａｌｚｏ３の薄い平坦化コーティングがデバイス
上に生成された。’−ｉ’−’ティングは、この方法に
よりアルミニウムパネルへも適用された。
１４０１１Ｂ電子ＣＭＯＳデバイスへ１６９５ｒｐｍで
３０秒間スピン被覆した。溶剤の蒸発後、付着したコー
ティングをアンモニア中において４００°Ｃで１時間加
熱してセラミック化させた。窒化されたセラミックＳｉ
Ｏ□／Ａｌｚｏ３の薄い平坦化コーティングがデバイス
上に生成された。’−ｉ’−’ティングは、この方法に
よりアルミニウムパネルへも適用された。
阻↓−５ｉｏ□、／ ＺｒＯ２／Ｔｉ０ｚ／＾ｆｆｉ
、０３（７０： １０ ： １０：エタノール２８．９
ｇにエチルオルトシリケート０．７２９ｇ、チタンジブ
トキシジアセチルアセトネート０．０９８ｇ、ジルコニ
ウムテトラアセチルアセトネート０．１１９ｇ及びアル
ミニウムトリアセチルアセトネート０．１８０ｇを加え
た溶液を２４時間遠・流させた。この？８液のうちの２
９ｇ分を、水０．１２ｇ及び５％の水性ＨＣＩ！、０．
０１５ｇを添加しそして溶液を６０〜７５°Ｃで３０分
間加熱して加水分解した。
、０３（７０： １０ ： １０：エタノール２８．９
ｇにエチルオルトシリケート０．７２９ｇ、チタンジブ
トキシジアセチルアセトネート０．０９８ｇ、ジルコニ
ウムテトラアセチルアセトネート０．１１９ｇ及びアル
ミニウムトリアセチルアセトネート０．１８０ｇを加え
た溶液を２４時間遠・流させた。この？８液のうちの２
９ｇ分を、水０．１２ｇ及び５％の水性ＨＣＩ！、０．
０１５ｇを添加しそして溶液を６０〜７５°Ｃで３０分
間加熱して加水分解した。
このプレセラミンクポリマー？容を夜５滴をモトローラ
社製１４０１１Ｂ電子ＣＭＯＳデバイスに１６９５ｒｐ
ｍで３０秒間スピン被覆した。溶剤の蒸発後、付着した
コーティングをアンモニア中において４００°Ｃで１時
間加熱してセラミック化させた。窒化されたセラミック
５ｉＯｚ／ Ａ Ｉｔ ２０３／ Ｚｒ０ｔ／ Ｔｉ（
ｈの薄い平１旦化コーティングがデバイス上に生成され
た。コーティングは、この方法によりアルミニウムパネ
ルにも塗布された。
社製１４０１１Ｂ電子ＣＭＯＳデバイスに１６９５ｒｐ
ｍで３０秒間スピン被覆した。溶剤の蒸発後、付着した
コーティングをアンモニア中において４００°Ｃで１時
間加熱してセラミック化させた。窒化されたセラミック
５ｉＯｚ／ Ａ Ｉｔ ２０３／ Ｚｒ０ｔ／ Ｔｉ（
ｈの薄い平１旦化コーティングがデバイス上に生成され
た。コーティングは、この方法によりアルミニウムパネ
ルにも塗布された。
劃」−
２−メトキシエタノール６．７８ｇにエチルオルトシリ
ケート８．０３ｇを加えた溶液を、水５．１ｇ及び５％
の水性ｕｃｆｌ′ａを添加しそして６０〜８０°Ｃで３
０分間加熱して加水分解した。この溶液のうちの７．６
２ｇ分をアルミニウムトリアセチルアセトネート１．０
８ｇ及びメチルエチルケトン１０ｇと混合した。その結
果、透き通った均質なコーティング溶液が得られた。こ
の溶液の一部を乾燥させるため一夜蒸発させて、プレセ
ラミックコーティング材料の代表的な大きい固体の試料
を得た。へらを用いてこれらの固体を破砕して微粉末に
した。
ケート８．０３ｇを加えた溶液を、水５．１ｇ及び５％
の水性ｕｃｆｌ′ａを添加しそして６０〜８０°Ｃで３
０分間加熱して加水分解した。この溶液のうちの７．６
２ｇ分をアルミニウムトリアセチルアセトネート１．０
８ｇ及びメチルエチルケトン１０ｇと混合した。その結
果、透き通った均質なコーティング溶液が得られた。こ
の溶液の一部を乾燥させるため一夜蒸発させて、プレセ
ラミックコーティング材料の代表的な大きい固体の試料
を得た。へらを用いてこれらの固体を破砕して微粉末に
した。
このプレセラミック固体のうちの０．５５３ｇ分を、例
１で説明したようにアンモニア雰囲気中に於いて４００
°Ｃで１時間加熱した。セラミックチャー０．２９２ｇ
が得られた。セラミックチャーの分析により、炭素３．
７９％、水素０．４％そして窒素１．３６％であること
が示された。
１で説明したようにアンモニア雰囲気中に於いて４００
°Ｃで１時間加熱した。セラミックチャー０．２９２ｇ
が得られた。セラミックチャーの分析により、炭素３．
７９％、水素０．４％そして窒素１．３６％であること
が示された。
プレセラミック固体のうちの０．５６１ ｇ分を、１２
インチ（３０，４６ｃｍ）のリントハーグ類でもって４
００°Ｃで１時間空気雰囲気中で加熱した。セラミック
チャー０．３０６ｇが得られた。このセラミックチャー
の分析により、炭素６．７９％、水素約０．１％そして
窒素が０．１％未満であることまたは窒素は本質的に全
く検出されないことが示された。
インチ（３０，４６ｃｍ）のリントハーグ類でもって４
００°Ｃで１時間空気雰囲気中で加熱した。セラミック
チャー０．３０６ｇが得られた。このセラミックチャー
の分析により、炭素６．７９％、水素約０．１％そして
窒素が０．１％未満であることまたは窒素は本質的に全
く検出されないことが示された。
上記のコーティング溶液５滴で二つのモトローラ社製１
４０１１Ｂ電子ＣＭＯＳデバイスを５００Ｏｒｐｍで１
５秒間スピン被覆した。溶剤の蒸発後、付着したコーテ
ィングのデバイスをアンモニア雰囲気中において４００
°Ｃで１時間加熱してセラミック化させた。
４０１１Ｂ電子ＣＭＯＳデバイスを５００Ｏｒｐｍで１
５秒間スピン被覆した。溶剤の蒸発後、付着したコーテ
ィングのデバイスをアンモニア雰囲気中において４００
°Ｃで１時間加熱してセラミック化させた。
ブレセラミンクポリシラザンポリマーの５％トルエン溶
液をスピン被覆（５０００ｒｐｍ）することにより第二
のコーティング層をデバイスに適用した。
液をスピン被覆（５０００ｒｐｍ）することにより第二
のコーティング層をデバイスに適用した。
ポリシラザンポリマーは、米国特許第４５４０８０３号
明細書の例１に記載された手順に従ってＨ５ｉＣＩ！、
３とヘキサメチルジシラザンとを反応させ、続いてアン
モニアで中和して調製した。溶剤を蒸発させた後、デバ
イスをアンモニア雰囲気中に於いて４００°Ｃで２時間
加熱してコーティングをセラミック化させた。被覆され
たデバイスを１５倍の倍率で調べたところ、コーティン
グ層は目視できるクラックまたは欠陥のない良好な光学
的品質のものであることがわかった。これらのデバイス
は、ＣＭＯＳ ４０００ ＡＥシリーズ・ファミリイ・
ボード及びＣＭＯＳ ４０１１ Ａカッド（Ｑｕａｄ）
２インプツト・ナンド・ゲート・デバイス・ボードを
備えたテラダイン社製アナログ回路試験装置Ｊ１３３Ｃ
による良否判別（ｇｏ／ｎｏ ｇｏ）試験によって試験
した時充分に機能性であることがわかった。
明細書の例１に記載された手順に従ってＨ５ｉＣＩ！、
３とヘキサメチルジシラザンとを反応させ、続いてアン
モニアで中和して調製した。溶剤を蒸発させた後、デバ
イスをアンモニア雰囲気中に於いて４００°Ｃで２時間
加熱してコーティングをセラミック化させた。被覆され
たデバイスを１５倍の倍率で調べたところ、コーティン
グ層は目視できるクラックまたは欠陥のない良好な光学
的品質のものであることがわかった。これらのデバイス
は、ＣＭＯＳ ４０００ ＡＥシリーズ・ファミリイ・
ボード及びＣＭＯＳ ４０１１ Ａカッド（Ｑｕａｄ）
２インプツト・ナンド・ゲート・デバイス・ボードを
備えたテラダイン社製アナログ回路試験装置Ｊ１３３Ｃ
による良否判別（ｇｏ／ｎｏ ｇｏ）試験によって試験
した時充分に機能性であることがわかった。
ｆｌ−チタン含有シラザンポリマー不活性化コーティン
グのセラミック化 米国特許第４４８２６８９号明細書の例１３のハルスカ
（ｌｌａｌｕｓｋａ）の方法により調製された、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
トルエンで１．０％に希釈する場合には、それを例１〜
４の方法により生成された窒化されたＳｉＯ□／金属酸
化物でコーティングされた電子デバイスへスピン被覆す
ることができる。溶剤は蒸発させるべきである。付着し
たコーティングは、それを窒素下で４００°Ｃまでの温
度で約１時間加熱することによりセラミック化させるこ
とができる。
グのセラミック化 米国特許第４４８２６８９号明細書の例１３のハルスカ
（ｌｌａｌｕｓｋａ）の方法により調製された、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
トルエンで１．０％に希釈する場合には、それを例１〜
４の方法により生成された窒化されたＳｉＯ□／金属酸
化物でコーティングされた電子デバイスへスピン被覆す
ることができる。溶剤は蒸発させるべきである。付着し
たコーティングは、それを窒素下で４００°Ｃまでの温
度で約１時間加熱することによりセラミック化させるこ
とができる。
薄いケイ素−窒素−チクンのセラミックコーティングが
、コーティングされている装置上に生じる。
、コーティングされている装置上に生じる。
五エーシラザンボリマー不活性化コーティングのセラミ
ック化 米国特許第４３９５４６０号明細書の例１のゴール（Ｇ
ａｕｌ）の方法により調製されたプレセラミックシラザ
ンポリマーをトルエンで１．０％に希釈する場合には、
それを窒化されたＳｉＯ□Ｚ金Ｗ！＆酸化物でコーティ
ングされた電子デバイスへコーティングすることができ
る。溶剤は蒸発させるべきである。
ック化 米国特許第４３９５４６０号明細書の例１のゴール（Ｇ
ａｕｌ）の方法により調製されたプレセラミックシラザ
ンポリマーをトルエンで１．０％に希釈する場合には、
それを窒化されたＳｉＯ□Ｚ金Ｗ！＆酸化物でコーティ
ングされた電子デバイスへコーティングすることができ
る。溶剤は蒸発させるべきである。
付着したコーティングは、それを４００°Ｃまでの温度
で約１時間アルゴン下で加熱することによりセラミック
化させることができる。薄いケイ素−窒素セラミックコ
ーティングがテ’ｔ＜”Ａ７ｙｋに生じる。
で約１時間アルゴン下で加熱することによりセラミック
化させることができる。薄いケイ素−窒素セラミックコ
ーティングがテ’ｔ＜”Ａ７ｙｋに生じる。
１−ジヒドリドシラザンポリマー不活性化コーティング
のセラミック化 米国特許第４３９７８２８個明細書の例１のセイファー
スの方法により調製されたジヒドリドシラザンボリマー
の１〜２％ジエチルエーテル溶液は、上記の例１〜４の
方法により予め被覆されたモトローラ社製１４０１１Ｂ
ＣＭＯＳ電子デバイスへ流し塗りすることができる。
のセラミック化 米国特許第４３９７８２８個明細書の例１のセイファー
スの方法により調製されたジヒドリドシラザンボリマー
の１〜２％ジエチルエーテル溶液は、上記の例１〜４の
方法により予め被覆されたモトローラ社製１４０１１Ｂ
ＣＭＯＳ電子デバイスへ流し塗りすることができる。
これらのデバイスはアンモニア中において４００°Ｃで
１時間加熱すべきである。コーティング及び熱分解処理
は、ＣＭＯ５回路試験器で測定してデバイスの機能に悪
影響を与えない。コーティングされたデバイスは、回路
が故障する前に４時間以上にわたって０．１ＭのＮａＣ
ｌへの暴露に耐える。保護されていないＣＭＯＳデバイ
スは、０．１ＭのＮａＣｌ溶液への暴露後１分未満の間
に機能に故障をきたす。
１時間加熱すべきである。コーティング及び熱分解処理
は、ＣＭＯ５回路試験器で測定してデバイスの機能に悪
影響を与えない。コーティングされたデバイスは、回路
が故障する前に４時間以上にわたって０．１ＭのＮａＣ
ｌへの暴露に耐える。保護されていないＣＭＯＳデバイ
スは、０．１ＭのＮａＣｌ溶液への暴露後１分未満の間
に機能に故障をきたす。
■ニーｐｌｓｉｓｉＦ、からのＣＶＤバリヤーコーティ
ング 例１〜８の平坦化コーティング及び／または不活性化コ
ーティングで被覆された電子デバイスは、以下のように
してバリヤーコーティングで上塗りすることができる。
ング 例１〜８の平坦化コーティング及び／または不活性化コ
ーティングで被覆された電子デバイスは、以下のように
してバリヤーコーティングで上塗りすることができる。
すなわち、５ＱＴｏｒｒのへキザフルオロジシランを、
上記の例１〜８のようにして予めコーティングされてい
るモトローラ社製１４０１１８ ＣＭＯ５ｉｌ電子デバ
イス一緒に、予め排気されたガラス容器中に入れること
ができる。ヘキサフルオロジシランは、大気への暴露を
防ぐようなやり方でガラス容器に移すべきである。容器
はオーブンでもって約３６０°Ｃの温度で３０分間加熱
すべきである。この間に、ヘキサフルオロジシランが分
解して電子デバイス上にケイ素を含有するトップコーテ
ィングを形成する。副生物すなわち種々のハロシランの
混合物及びあらゆる未反応の出発物質は、容器を真空ラ
インに再び接続した後、排気して除去することができる
。この電子デバイスは、例５に記載されたテラダイン社
製装置によるＣヒＯ３試験に合格する。
上記の例１〜８のようにして予めコーティングされてい
るモトローラ社製１４０１１８ ＣＭＯ５ｉｌ電子デバ
イス一緒に、予め排気されたガラス容器中に入れること
ができる。ヘキサフルオロジシランは、大気への暴露を
防ぐようなやり方でガラス容器に移すべきである。容器
はオーブンでもって約３６０°Ｃの温度で３０分間加熱
すべきである。この間に、ヘキサフルオロジシランが分
解して電子デバイス上にケイ素を含有するトップコーテ
ィングを形成する。副生物すなわち種々のハロシランの
混合物及びあらゆる未反応の出発物質は、容器を真空ラ
インに再び接続した後、排気して除去することができる
。この電子デバイスは、例５に記載されたテラダイン社
製装置によるＣヒＯ３試験に合格する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）ケイ酸エステルとアルミニウム、チタン及び
ジルコニウムのアシルオキシ化合物及びアルコキシ化合
物からなる群から選ばれた金属酸化物前駆物質との加水
分解または部分加水分解された混合物を含んでなり、当
該金属酸化物前駆物質の金属酸化物としての重量比率が
約０．１〜約３０％である組成物の流動性溶液を基材に
通用する工程、 （Ｂ）上記溶液を乾燥させて、プレセラミックコーティ
ングを上記基材に付着させる（ｄｅｐｏｓｉｔ）工程、 （Ｃ）被覆された上記基材を、実質的にアンモニア雰囲
気中でセラミックコーティングを当該基材上に生成させ
るのに充分な温度に加熱する工程、を包含している、基
材上にセラミックコーティングを形成する方法。 ２、前記基材が電子デバイスである、請求項１記載の方
法。 ３、（Ｄ）前記セラミックコーティングへ、（ｉ）ケイ
素コーティング、（ｉｉ）ケイ素−炭素コーティング、
（ｉｉｉ）ケイ素−窒素コーティング及び（ｉｖ）ケイ
素−炭素−窒素コーティングからなる群から選ばれた不
活性化コーティングを、（ａ）化学気相成長法、（ｂ）
プラズマ強化（ｐｌａｓｍａｅｎｈａｎｃｅｄ）化学気
相成長法及び（ｃ）プレセラミックポリマーコーティン
グの適用とこれに続くこのプレセラミックポリマーコー
ティングのセラミック化からなる群から選ばれた手段に
より適用する工程、を更に包含している、請求項２記載
の方法。 ４、（Ｅ）前記不活性化コーティングへ、（ｉ）ケイ素
コーティング、（ｉｉ）ケイ素−炭素コーティング、（
ｉｉｉ）ケイ素−窒素コーティング及び（ｉｖ）ケイ素
−炭素−窒素コーティングからなる群から選ばれたバリ
ヤーコーティングを、（ａ）化学気相成長法及び（ｂ）
プラズマ強化化学気相成長法からなる群から選ばれた手
段により適用する工程、を更に包含している、請求項３
記載の方法。 ５、前記不活性化コーティングが金属助勢 （ｍｅｎｔａｌ ａｓｓｉｓｔｅｄ）化学気相成長法に
より適用される、請求項３記載の方法。 ６、前記バリヤーコーティングが金属助勢化学気相成長
法により適用される、請求項４記載の方法。 ７、請求項１記載の方法によりコーティングされた基材
。 ８、請求項２から４までのいずれか一つに記載の方法に
よりコーティングされた電子デバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/178,749 US4842888A (en) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | Ceramic coatings from the pyrolysis in ammonia of mixtures of silicate esters and other metal oxide precursors |
| US178749 | 1988-04-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01290579A true JPH01290579A (ja) | 1989-11-22 |
| JPH0633204B2 JPH0633204B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=22653812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1084921A Expired - Lifetime JPH0633204B2 (ja) | 1988-04-07 | 1989-04-05 | 基材上にセラミックコーティングを形成する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4842888A (ja) |
| EP (1) | EP0337618B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0633204B2 (ja) |
| KR (1) | KR940008355B1 (ja) |
| CA (1) | CA1332680C (ja) |
| DE (1) | DE68902261T2 (ja) |
Cited By (1)
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