JPH06103690B2 - 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

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JPH06103690B2
JPH06103690B2 JP63320735A JP32073588A JPH06103690B2 JP H06103690 B2 JPH06103690 B2 JP H06103690B2 JP 63320735 A JP63320735 A JP 63320735A JP 32073588 A JP32073588 A JP 32073588A JP H06103690 B2 JPH06103690 B2 JP H06103690B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、基材、例えば、半導体チップの集積回路の
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。この発明はまた、中
間レベル誘電体膜（interlevel dielectric films）を
形成して電子デバイスのメタライズ層を絶縁するのに用
いら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一般の原因は、不純物の入り込む
のを許す半導体チップの不活性化表面の微小割れ又はボ
イドである。従って、応力の大きな環境で使用する間に
おいてさえも微小割れ、ボイド、又はピンホールの形成
に抵抗する改良保護コーティングの必要性が存在する。
電子デバイスの不活性化コーティングは、電子デバイス
に入り込みそして電子信号の伝送を崩壊させかねないイ
オン不純物、例えば塩素イオン（Cl-）やナトリウムイ
オン（Na+）のようなものに対する遮断層（barriers）
を提供することができる。不活性化コーティングは、電
子デバイスに適用して湿分や揮発性有機化学物質に対す
る保護層を提供することもできる。
電子デバイスの本体内においてメタライズ層の間で平坦
化中間層を使用することは公知である。グプタ（Gupt
a）及びチン（Chin）（Microelectronics Processing,
第22章，“Characteristics of Spin−On Glass Films
as a Planarizing Dielectric",pp.349−65,American C
hemical Society（1986）は、ドーピングされた又はド
ーピングされていないSiO2ガラス膜の中間レベル誘電体
絶縁層によってメタライズ層が絶縁されている多重レベ
ル相互接続システムを示した。スピンオンガラス膜は、
メタライズ層間に中間絶縁層を用意するのに利用されて
おり、その一番上の層には後に石版技術によりパターン
が形成される。
グレーザー（Glaser）ら（“Effect Of the H2O/TEOS R
atio Upon The Preparation and Nitridation Of Silic
a Sol/Gel Films",Joural of Non−Crystalline Solids
63,209−221（1984））は、水素シルセスキオキサン樹
脂ではなく加水分解されたテトラエトキシシラン（TEO
S）の溶液を利用してシリカのゾル／ゲル膜を製造し、
そしてこれらの膜をその後アンモニア雰囲気中で熱処理
及び窒化処理にかけた。グレーザーらは、窒化されたシ
リカのゾル／ゲル膜はケイ素及び他の金属表面のための
有用な酸化遮断層であるかもしれない、ということを示
唆する。
ブロワ（Brow）及びパンタノ（Pantano）,Journal of t
he American Ceramic Society 70,1,9−14（1987）は、
出発原料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
リカ膜の熱化学的窒化処理を開示する。ブロワ及びパン
タノは、出発原料として水素シルセスキオキサン樹脂を
用いることも教示せず、本明細書の特許請求の範囲に記
載された低温プロセスも教示しない。
1963年10月30日発行のラスト（Rust）らの米国特許第30
61587号明細書は、ジアルキルジアシルオキシシラン又
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っ
て、秩序的な（ordered）有機ケイ素−酸化アルミニウ
ム共重合体を生成する方法を教示する。
1971年10月26日発行のフライ（Frye）及びコリンズ（Co
llins）の米国特許第3615272号明細書及びフライら,J.A
m.Chem.Soc.92,p.5586（1970）は、水素シルセスキオキ
サン樹脂の生成を教示する。
出願人らは、電子デバイスを保護するためのセラミック
コーティングの形成に関する発明について最近いくつか
の米国特許出願を提出した。これらの米国特許出願に
は、1986年12月４日提出の出願第938679号（発明の名称
「シリケートエステルからの多重層セラミックス」、発
明者ハルスカ（Loren Haluska）、マイケル（keith Mic
hael）及びターハイ（Leo Tarhay））、1986年12月３日
提出の出願第937274号（発明の名称「水素シルセスキオ
キサンからの多重層セラミックス」、発明者ハルスカ、
マイケル及びターハイ）、1986年12月３日提出の出願第
937276号（発明の名称「電子デバイスのためのSiN含有
コーティング」、発明者バニー（Ronald Baney）、ハル
スカ、マイケル、スノウ（Sarah Snow）及びターハ
イ）、1986年12月３日提出の出願第937273号（発明の名
称（低温形成多重層セラミックスの白金及びロジウム触
媒」、発明者ハルスカ、マイケル及びターハイ）、1987
年１月２日提出の出願第000217号（発明の名称「シリケ
ートエステル及び金属酸化物からの多重層セラミックコ
ーティング」、発明者ハルスカ、マイケル及びターハ
イ）、1986年12月４日提出の出願第938678号（発明の名
称「水素シルセスキオキサン樹脂及び金属酸化物からの
白金又はロジウムに触媒された多重層セラミックコーテ
ィング」、発明者ハルスカ、マイケル及びターハイ）、
1986年12月４日提出の出願第938677号（発明の名称「電
子デバイスを保護するための金属酸化物からの多重層セ
ラミックコーティング」、発明者ハルスカ、マイケル及
びターハイ）、が含まれる。
〔課題を解決するための手段及び作用効果〕
本発明は、一の態様において、電子デバイスのような敏
感な基材の表面の特徴的形状を保護するための単一層及
び／又は多重層コーティングを低温で形成するための方
法に関する。第二の態様においては、本発明は、中間レ
ベル誘電体膜により電気的に分離された多重メタライズ
層で電子的に機能する電子デバイスで用いられるような
中間レベル誘電体膜の形成に関する。この発明のコーテ
ィング方法は、ボンドパッド付着物とエッチングパター
ンとを有するCMOSデバイスのような不規則な特徴的形状
を有する表面を保護するのに殊に効果的である。
本発明では、基材表面に、窒化された二酸化ケイ素とジ
ルコニウム、アルミニウム及び／又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一層を形成する
方法が説明される。窒化されたケイ素及び他の金属の酸
化物のコーティングは、単一層として実質的に表面を保
護し、そして、他のオーバーコート層とは独立に用いる
ことができ、あるいは多重層保護コーティング系の第一
層として用いることができる。あるいはまた、ケイ素及
び他の金属の酸化物の窒化コーティングは、メタライズ
層でオーバーコーティングした後に中間レベル誘電体層
として機能する誘電体膜を提供する。
窒化コーティングは、本発明に従い、最初に水素シルセ
スキオキサン樹脂(HSiO3/2)nとジルコニウム、アルミニ
ウム及び／又はチタンの金属酸化物前駆物質との混合物
を含有し、白金又はロジウム触媒を含有し又は含有しな
い溶液を基材表面へ適用し、次いでこのコーティングを
アンモニア雰囲気中で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／又はチタン酸化物の窒化コ
ーティングへ転化させることによって得られる。
本発明の二重層コーティングは、（１）先に説明したよ
うな窒化された平坦化コーティングの第一層と、（２）
下記において更に説明されるような、ケイ素、ケイ素−
窒素、ケイ素−炭素もしくはケイ素−炭素−窒素セラミ
ックス又はセラミックス様材料の第二層とからなる。こ
の第二層は、二つの方法のうちのどちらかによって第一
のコーティング層を覆って形成される。一つの方法で
は、第二層は、典型的には、後に蒸発する溶剤に溶解さ
せたプレセラミック重合体を用いる通常のフローコーテ
ィング手法を使用して、第一層の表面上へプレセラミッ
ク重合体を適用して形成される。次いで、重合体のコー
ティングを後の熱処理によりセラミックス層又はセラミ
ックス様の層へ転化させる。あるいはまた、第二の層
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−窒素又はケイ素−
炭素セラミック層でよい。
本発明はまた、第一層が上述の窒化平坦化コーティング
であり、そして第二層が上述のセラミックスコーティン
グのうちのいずれかである、電子デバイスを保護するた
めの三層コーティング系の形成にも関する。
本発明の三層コーティングにおける第三層は、（ａ）シ
ラン、ハロシラン、ハロジシラン、ポリハロシランもし
くはそれらの混合物のCVD,PECVDもしくは金属に助熱さ
れるCVD（metal assisted CVD）により適用された無定
形ケイ素材料、又は、（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それらの混合物と炭
素原子数１〜６個のアルカン、あるいはアルキルシラン
のCVDもしくはプラズマ増強CVD（plasma enhanced CV
D）により適用されたケイ素−炭素セラミック材料、又
は、（ｃ）シラン、ハロシラン、ハロジシラン、ポリハ
ロシランもしくはそれらの混合物とアンモニアのCVDも
しくはプラズマ増強CVDにより適用されたケイ素−窒素
セラミック材料、又は、（ｄ）ヘキサメチルジシラザン
のCVD又はプラズマ増強CVDにより、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又はプラズマ増強CVDによ
り適用されたケイ素−炭素−窒素セラミック材料、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スのコーティングは、
電子デバイスや集積回路を含めた基材へ適用されて、そ
れらの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。基材は、上に挙げた電子デバイスや集積回
路に限定はされない。窒化セラミックコーティングは、
溶剤を用いて適用された、水素シルセスキオキサン樹脂
(HSiO3/2)nとジルコニウム、アルミニウム及び／又はチ
タンの金属酸化物前駆物質との混合物を含有している膜
を、アンモニア雰囲気でセラミックス化することにより
調製される。白金又はロジウム触媒を上記の膜に含ませ
て、セラミックス化処理を促進しても差支えない。
本発明において、「セラミックス」という語は、通常の
セラミックス材料と、そのほかの熱処理され又は熱分解
された材料であって、熱処理により化学組成と物理的特
性とには実質的に変化がみられるけれども、残留水素及
び／又は材料のプレセラミック構造を代表する他の元素
は全くないであろう材料の両方を指示するものである。
本発明において「電子デバイス」とは、電子デバイス
類、シリコンに基づくデバイス類、ヒ化ガリウムデバイ
ス類、フォーカルプレーンアレイ、オプト電子デバイス
類、光電池類、光学デバイス類、トランジスタ様デバイ
ス類、多重層デバイス類、３−Ｄデバイス類、SOIデバ
イス類、超格子デバイス類、その他同種類のものを包含
するが、これらのものに限定はされない。
本発明において「流動可能溶液」とは、触媒される又は
触媒されない水素シルセスキオキサン樹脂と、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より選択された金属酸化
物前駆物質とを含んでなる混合物の、流動可能な、押出
し可能な又は注入可能な有機溶剤溶液を意味するものと
理解すべきである。本発明において「硬化」とは、固形
セラミックコーティング材料が製造されるような程度ま
で加熱することによる出発原料の共反応及びセラミック
ス化又は部分的なセラミックス化を意味するものであ
る。
本発明において「窒化されたコーティング（又は窒化コ
ーティング）」とは、金属及び酸素を含有しており、更
に窒素をも含有している膜又はコーティングを意味する
ものである。本発明の方法においては、窒素の取入れが
起こることが分った。例えば、オキシ窒化ケイ素は、こ
こで検討される「窒化コーティング」材料の範囲内にあ
る可能性のある物質であると考えられる。
本発明は、電子デバイスのような基材の表面へ薄い単一
層又は多重層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、電子デバイス
を最初に、金属酸化物前駆物質と水素シルセスキオキサ
ン樹脂(HSiO3/2)n（この式においてｎは重合度を示す整
数であって、典型的には約10から約1000まで様々であ
る）との混合物の溶液でコーティングする。例えば、水
素シルセスキオキサン樹脂は重量平均分子量が約8,000
から約28,000までであり、対応する数平均分子量が約80
0から約2,900までであるものが、この発明を実施するの
に有用であることが分っている。水素シルセスキオキサ
ン樹脂は、米国特許第3615272号明細書に記載された方
法により調製することのできる公知の物質である。
金属酸化物前駆物質は、有機溶剤中で水素シルセスキオ
キサン樹脂と一緒にされて、基材表面をコーティングす
るための流動可能溶液が調製される。単一の金属酸化物
前駆物質を水素シルセスキオキサン樹脂と一緒にしても
よく、あるいは、２又は３種の金属酸化物前駆物質の混
合物を樹脂と一緒にしてもよい。この発明の目的上、金
属酸化物前駆物質は、有機溶剤に溶解するアルミニウ
ム、ジルコニウム又はチタンの化合物である。このよう
な可溶性金属化合物には、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。
金属の原子価に従って、可溶性金属化合物は当該金属に
結合した最大４個までのアルコキシ基又はアシルオキシ
基を有することができる。この発明の目的上は、金属化
合物はそれが有機溶剤に十分に溶解するような数のアシ
ルオキシ基又はアルコキシ基を有するということが必要
であるに過ぎない。特定のアシルオキシ基又はアルコキ
シ基の選択は、それらはコーティング成分を窒化された
金属酸化物へと転化させるセラミックス化熱処理の間に
最終的に加水分解されるかあるいは熱分解されるという
意味で一時的なものであるので、重要ではない。代表的
なアシルオキシ基又はアルコキシ基には、例えば、イソ
ブトキシ基、イソプロポキシ基、アセチルアセトネート
基、ｎ−プロポキシ基、ステアレート基、プロパノエー
ト基、及びヘキソキシ基が含まれる。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(OC(CH3)＝CHC(O)CH3)4、ジブトキシジア
セチルアセトネートチタンTi(OC4H9)2(OC(CH3)＝CHC(O)
CH3)4、アルミニウムアセチルアセトネートAl(OC(CH2)
＝CHC(O)CH3)3、テトライソブトキシチタンTi(OCH2CH(C
H3)2)4が含まれる。
一般に、金属酸化物前駆物質は、セラミックス化後にお
いて、一緒にしたアルミニウム、ジルコニウム及び／又
はチタンの金属酸化物の含有量がセラミック残留物の約
0.1〜約30重量％になるような割合で、水素シルセスキ
オキサン樹脂と一緒にする。最終のセラミックコーティ
ングに所定量のアルミニウム、ジルコニウム及び／又は
チタンの酸化物を供給するのに適当な金属酸化物前駆物
質の特定の割合は、金属酸化物前駆物質化合物に存在し
ているアシルオキシ基及び／又はアルコキシ基の大きさ
による、ということを理解すべきである。適切な割合
は、前駆物質化合物によって表わされるアルミニウム、
ジルコニウム及び／又はチタン酸化物の当量と、それに
対応する、水素シルセスキオキサン樹脂によって表わさ
れる二酸化ケイ素の当量とに基づく計算によって一般的
に決定することができる。
アンモニア中で熱分解される触媒されていない平坦化コ
ーティングの本発明の典型的な配合物には、第１表に示
されたものが含まれるけれども、これらに限定はされな
い。
水素シルセスキオキサン樹脂と金属酸化物前駆物質との
混合物は、成分を混合し且つ基材へのコーティングを容
易にするために溶剤で希釈される。樹脂混合物をｎ−ヘ
プタン又はトルエンのような溶剤で希釈して固形分を約
0.1〜約85重量％にするのが、一般的に好ましい。水素
シルセスキオキサン樹脂の、殊に敏感な電子デバイスを
コーティングすることに関しての一つの利点は、それが
炭素分のないトリハロシラン単量体から調製されるた
め、それから得られるコーティングにおいて炭素により
汚染される可能性が最小限度になる、ということであ
る。水素シルセスキオキサン樹脂と金属酸化物前駆物質
との混合物は、触媒を少しも存在させずに基材へコーテ
ィングして硬化させることができる。しかしながら、白
金触媒、例えば［(CH3CH2)2S］2PtCl2、Pt［OC（CH3）
＝CHC(O)CH3］2のようなもの、又はロジウム触媒、例え
ばRhCl3［(CH3CH2CH2CH2)2S］3のようなものを樹脂に含
ませることは、(HSiO3/2)nコーティングの酸化及び硬化
を向上させる。本発明において効力のある白金触媒及び
ロジウム触媒には、［(CH3CH2)2S］2PtCl2、白金アセチ
ルアセトネート及びミシガン、ミッドランドのダウコー
ニングコーポレーションより入手されるロジウム触媒Rh
Cl3［(CH3CH2CH2CH2)2S］3が含まれるが、これらに限定
はされない。水素シルセスキオキサン樹脂に溶解するこ
とのできるどのような白金又はロジウムの化合物又は複
合体も、硬化を触媒する役に立ち、本発明の範囲内に入
るものである。
一般に、使用する白金又はロジウム触媒の量は広範囲に
変えることができるけれども、通常は、組成物中の樹脂
量に基づいて２〜1000ppmの金属を供給するのに十分な
だけの触媒化合物を用いることが好ましい。15〜60ppm
の金属を供給する適当量の触媒化合物を使用すること
が、更に一層好ましい。白金又はロジウム触媒は、水素
シルセスキオキサン樹脂と金属酸化物前駆物質との混合
物に、例えば、［(CH3CH2)2S］2PtCl2として60ppmの白
金量で加えることができる。白金及び／又はロジウム触
媒はまた、後の硬化の間に(HSiO3/2)n樹脂の残留SiH及
びSiOH官能性を減少させあるいはなくすのを助け、それ
によってSiO2の生成を増加させる。
更に、水素シルセスキオキサン樹脂に触媒が存在するこ
とは、アンモニア雰囲気で熱処理を行なう間に認められ
る重量の減少を有意に少なくする。例えば、白金触媒を
樹脂に入れて使用した場合には、熱処理の間に６％の重
量の減少が観察された。この軽度の重量損失は、樹脂の
架橋が改善されてより高分子量の重合体を生成し、セラ
ミックス化における重要な主要点であるチャー収率がよ
り高くなることを示すものと信じられる。その上、触媒
されないシルセスキオキサン樹脂及び白金に触媒される
シルセスキオキサン樹脂についてアンモニア中で行なっ
た他のセラミックス化実験は、前者においては重量損失
が28％であるが、後者においては重量損失は4.6％に過
ぎないことを証明する。触媒される樹脂で得られた高い
セラミックチャー収率は、本発明の一態様の重要な利点
である。
水素シルセスキオキサン樹脂と金属酸化物前駆物質との
混合物の触媒入りの溶液又は触媒の入っていない溶液
は、電子デバイス上にコーティングされ、そして周囲温
度又は高温で乾燥させることにより溶剤を蒸発させる。
樹脂混合物を電子デバイスへコーティングする方法は、
スピンコーティング、浸漬コーティング、吹付けコーテ
ィング、又はフローコーティングでよいが、これらに限
定はされず、また通常はスピンコーティングが好まし
い。
次いで重合体コーティングを、コーティングされたデバ
イスを例えばおよそ１時間アンモニア雰囲気中にて400
℃で加熱して硬化及びセラミックス化させる。一般に
は、本質的に他の成分のない無水アンモニアの雰囲気中
で熱処理を果すことが好ましい。そのような雰囲気を使
用することは、アンモニアの効果並びに所定の処理温度
及び時間で得られる窒化の程度を向上させる。とは言う
ものの、本発明の方法では、より少量のアンモニア、例
えば大気圧未満のアンモニア又はアンモニアと他のガス
状非妨害成分との混合物のようなものを使用することが
できる。もちろん、大気圧を超える圧力のアンモニア
も、アンモニアがガス状態のままである限り使用して差
支えない。本発明では、熱処理の間にコーティングの窒
化を果すのに十分なだけのアンモニアを含有しているど
のようなガス雰囲気も使用することができる。この発明
の目的上、熱処理の間に窒化を果すのに十分なだけのア
ンモニアを含有している雰囲気は、「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スの連続で割れのない
膜は、この発明の手順により基材の表面で形成される。
膜は、識別できる割れあるいは欠陥なしに約２μｍまで
の厚さで形成される。典型的には、電子デバイスをコー
ティングする場合には約0.3〜0.5μｍの厚さの膜を用い
るのが好ましい。そのような膜は、熱応力に起因する割
れや欠陥の可能性を最小限度にするが、電子回路の表面
の不規則な形状を実質上平坦化又は平滑化するのに十分
なだけの厚みを有するので好ましい。
この平滑化あるいは平坦化は、きわめて不規則な表面に
は典型的に有効でない他の成分のその後のコーティング
を適用できるようにするため必要とされる。この層の平
滑化の効果は、集積回路デバイスのような基材の表面に
しばしば見られる不規則な表面状態によって引き起こさ
れる機械的応力を最小限にするのに役立つ。そのような
応力を最小限にすることによって、後に適用される不活
性化コーティング層の微小割れが熱サイクル条件下にお
いて減少しあるいはなくなり、また集積回路デバイスの
寿命が延びる。
本発明の重要な特徴は、水素シルセスキオキサン及び金
属酸化物前駆物質のプレセラミックコーティングを熱処
理する間にSiH及びSiOHを熱分解によりなくすのにアン
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、本質的にSiH及びSiOHのないコーティン
グを生成する。アンモニア中で水素シルセスキオキサン
樹脂を熱分解させて臭化カリウム結晶板上で調製したコ
ーティングの赤外分析によれば、空気中で熱分解させた
同様のコーティングと比較して残留SiH及びSiOH成分を
除去する効率及び効力の改善されたことが示された。ア
ンモニアの添加は、SiH及びSiOHを熱分解によりなくす
ことに対して空気よりももっと反応性の雰囲気を作り出
すと信じられる。
更に、アンモニア中で水素シルセスキオキサン樹脂と金
属酸化物前駆物質との触媒入り又は触媒の入っていない
混合物を熱分解することによって、窒素がセラミックス
又はセラミックス様の金属酸化物コーティングに取り入
れられる。本発明の方法における窒化では、結果として
おおよそ１〜２重量％の窒素が取り入れられた。窒素の
取り入れられるのは、コーティングの成分としてオキシ
窒化ケイ素が生成することに起因するのであろうと信じ
られる。
現状の技術の方法以上に本発明の方法が有利である点
は、200〜400℃程度の低い温度でアンモニアの存在下で
熱処理されることによって硬化するという水素シルセス
キオキサンコーティングの能力である。この温度範囲
は、従来技術のそれよりも有意に低い。従って、本発明
の方法はその最も幅の広い態様において、(HSiO3/2)n樹
脂及び金属酸化物前駆物質のコーティングをアンモニア
雰囲気において200℃と1000℃との間の温度で熱分解す
るものである。しかし、更にずっと好ましい態様では、
本発明は(HSiO3/2)n樹脂及び金属酸化物前駆物質のコー
ティングをアンモニア雰囲気において200℃から400℃ま
での範囲の温度で熱分解するものである。
本発明は更に、次の諸工程、すなわち、（Ａ）水素シル
セスキオキサン樹脂と金属酸化物前駆物質との混合物の
流動可能な溶液を基材へ適用する工程、（Ｂ）この樹脂
溶液を乾燥させて基材へ(HSiO3/2)n及び金属酸化物前駆
物質のコーティングを付着させる工程、そして、（Ｃ）
このコーティングされた基材を、実質的にアンモニア雰
囲気中でこの基材の上にセラミックコーティングが生じ
るのに十分なだけの温度に加熱する工程、を包含する、
基材上にセラミックコーティングを形成するための方法
に関する。「樹脂溶液を乾燥させる」とは、ここでは水
素シルセスキオキサン樹脂の流動可能な溶液中の有機溶
剤を蒸発させることを意味する。本発明によってコーテ
ィングすべき基材の選定は、基材の熱的及び化学的安定
性の必要性によってのみ制限される。
本発明は更に、これらの窒化された金属酸化物セラミッ
クコーティングは、電子デバイス又は集積回路のような
敏感な基材を更になお保護するため種々のケイ素、ケイ
素−炭素、ケイ素−窒素又はケイ素−炭素−窒素コーテ
ィング材料でコーティングすることができる、という発
見に関連する。それに応じて、本発明は、水素シルセス
キオキサン樹脂と金属酸化物前駆物質とのセラミックス
化混合物で予めコーティングされている基材へ第二の不
活性化コーティングを適用することを包含する、基材上
に多重層のセラミックスコーティングを形成する方法に
も関する。不活性化層は、イオン不純物が集積回路デバ
イスのようなコーティングされた基材の電気領域に入り
込むのを防止する。
不活性化コーティングには、例えば、プレセラミック重
合体を溶剤で希釈し、この希釈プレセラミック重合体溶
液でデバイスをコーティングし、溶剤を蒸発させてそれ
によりデバイス上にプレセラミック重合体のコーティン
グを付着させるように上記の希釈プレセラミック重合体
溶液を乾燥させ、そしてこのコーティングされたデバイ
スをこの第二のコーティングをデバイス上でセラミック
ス化させるのに十分なだけの温度まで不活性又はアンモ
ニア含有雰囲気中で加熱して作られたセラミック膜を含
めることができる。
どのようなプレセラミック重合体も、コーティング媒体
として使用するのに適した溶剤に溶かすことができる限
り先に説明したような不活性化層を調製するのに用いる
ことができる。適当なプレセラミック重合体には、例え
ば、ケイ素−炭素セラミックス材料のための公知の前駆
物質であるポリカルボシランやオルガノポリシランのよ
うな重合体が含まれる。ポリカルボシランは、ポリジメ
チルシランの熱分解、オルガノシラン単量体の熱分解、
又はクロロメチルシランもしくは、他のメチルクロロシ
ランを含有するビニルシランのカリウム脱塩素化によっ
て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4052430号明細書、同第4414403号
明細書、同第4497787号明細書、同第4472591号明細書、
及び西独国特許第2236078号明細書に更に記載される。
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又はメチルクロロジシランの
再分配によって調製することができる。オルガノポリシ
ラン、オルガノポリシランの種々の誘導体、及びそれら
の調製は、米国特許第4260780号、同第4324901号、同第
3310651号、同第4310482号、同第4298559号、同第45461
63号、同第4298558号、同第4310481号、及び同第431495
6号明細書に更に記載される。
そのほかの適当なプレセラミック重合体には、例えば、
ケイ素−窒素セラミックス材料のための公知の前駆物質
である、セイファース（Seyferth）らにより米国特許第
4397828号明細書に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るポリシラザンのような
重合体が含まれる。
更にほかの適当なプレセラミック重合体には、例えば、
ケイ素−炭素−窒素セラミック材料のための公知の前駆
物質であるシルセスキオキサン及び炭素置換ポリシラザ
ンのような重合体が含まれる。シルセスキオキサンは、
オルガノトリクロロシランのアンモノリシス、CH3SiCl3
及びSiCl4のアミノリシス、並びにCH3SiCl3及びHSiCl3
のシラザノリシスによって調製することができる。炭素
置換ポリシラザンは、CH3HSiCl2もしくはメチルクロロ
ジシランのアンモノリシス、H2SiCl2のアミノリシス、
メチルクロロジシランのヘキサメチルジシラザンでの熱
再配分、又はトリクロロシランのヘキサオルガノジシラ
ザンもしくは環状オルガノシラザンでの熱再配分により
調製することができる。シルセスキオキサン及び炭素置
換ポリシラザンは公知物質であり、米国特許第3892583
号、同第3853567号、同第4312970号、同第4482669号、
同第4395460号、同第4340619号、同第4482689号、同第4
543344号、及び同第4540803号明細書に更に記載され
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物質重合体として有
用である。ポリシラシクロブタシラザンは、1,1−ジク
ロロ−１−シラシクロブタンをアンモニア、ヒドラジン
又はジアミンのような二官能性求核試薬と反応させて調
製される。特に好ましい重合体は、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（溶媒）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を、ケイ素−炭素−窒素
セラミック層の形成のための前駆物質として米国特許第
4540803号明細書に記載された方法により調製されたポ
リシラザンを使用する好ましい態様について特別に例示
すれば、次のとおりである。すなわち、プレセラミック
重合体をトルエン又はｎ−ヘプタンのような有機溶剤で
希釈する（例えば0.1〜50重量％）。この重合体溶液
を、前もって適用されている平坦化コーティングを覆っ
て電子デバイスの上へコーティングする（スピンコーテ
ィングのようないずれかの都合のよい方法による）。不
活性又はアンモニア含有雰囲気で乾燥させて溶剤を蒸発
させる。次いで、コーティングされたデバイスをアルゴ
ン下に400℃までの温度でおよそ１時間加熱して、プレ
セラミック重合体のコーティングをセラミックス化させ
る。こうして、２μｍ未満（好ましくはおよそ0.3〜0.5
μｍ）の薄いセラミックスの不活性化コーティングがデ
バイス上に生成される。
プレセラミック重合体をセラミックス化する又は部分的
にセラミックス化するための好ましい温度範囲は、200
〜400℃である。プレセラミック重合体をセラミックス
化するためのより好ましい温度は、300〜400℃である。
プレセラミックコーティングをセラミックス化又は部分
的にセラミックス化するために熱をかける方法は、通常
の熱的方法に限定されない。同様に、本発明は400℃未
満のセラミックス化温度に限定されない。少なくとも10
00℃までの温度を利用するセラミックス化技術は、当業
者にとっては明らかなものであり、そして基材がそのよ
うな温度に耐えることができる場合には本発明において
有用である。
第二の又は不活性化コーティングには、CVD法もしくはP
ECVD法により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、ケイ素−炭素−窒素含有コーティング、又はこれ
らのコーティングを組み合わせたものも含めることがで
きる。主としてケイ素から構成される材料は、シラン、
ハロシラン、ポリハロシラン又はハロジシランのCVD又
はプラズマ増強CVDによって付着させることができる。
ケイ素−窒素含有材料は、シランもしくはシクロシラザ
ンのCVDもしくはプラズマ増強CVD、アンモニアと一緒に
したポリシラシクロブタシラザンかもしくはカルボシラ
ザンのCVDもしくはプラズマ増強CVD、又は、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をアン
モニアと反応させて作られた生成物のCVDもしくはプラ
ズマ増強CVDによって付着させることができる。ケイ素
−炭素含有材料は、シラン、ハロシラン、ポリハロシラ
ン又はハロジシランを炭素原子数１〜６個のアルカンと
反応させて作られた生成物のCVD又はプラズマ増強CVDに
よって付着させることができる。ケイ素−炭素−窒素含
有材料は、アンモニア雰囲気中でのヘキサメチルジシラ
ザンもしくはカルボシラザンのCVDもしくはPECVD、シク
ロシラザン、シラザンのCVDもしくはPECVD、又は、シラ
ンもしくはアルキルシランと炭素原子数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
って付着させることができる。
電子デバイス又は集積回路のような敏感な基材を更にな
お保護するためには、この発明の平坦化コーティング層
及び／又は不活性化コーティング層の上部を覆ってバリ
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
び無機不純物を含めた全ての外的影響から基材表面を密
封しようとするものである。バリヤー層を形成するのに
用いられる好ましい成分には、緻密無定形ケイ素、炭化
ケイ素、窒化ケイ素及びケイ素−炭素−窒素セラミック
ス材料が含まれ、緻密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法又はプラズマ
増強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適用について先に説明し
たCVD法又はプラズマ増強CVD法のうちのいずれかによっ
て適用することができる。とは言え、上述の同時係属米
国特許出願第835029号明細書の特許請求の範囲に記載さ
れた金属助勢CVD法によって比較的低い反応温度で、ケ
イ素を含有している第三の層又はトップコートを形成す
ることが好ましい。金属助勢CVD法は、SiCl4，SiBr4，H
SiI3，HSiCl3及びHSiBr3からコーティングを堆積させる
のに特に適している。
本発明の方法により作られた単一層又は多重層コーティ
ングは、欠陥密度を低下させ、そして電子デバイスに対
する保護コーティングとして、耐食性及び耐摩耗性コー
ティングとして、耐熱性及び防湿性コーティングとし
て、またNa+やCl-のようなイオン不純物に対する拡散遮
断層として有用である。本発明のコーティングは、電子
デバイスを環境から保護するのに加えて、機能的な目的
についても有用である。本発明のコーティングは、例え
ば、中間レベル誘電体層、多重層デバイス、３−Ｄデバ
イス、コンパクトディスク、光ディスク、光学的に読出
し可能なデバイス及び表面、SOIデバイス、超伝導デバ
イス、並びに超格子デバイスとして有用である。より特
定的には、酸化ケイ素とアルミニウム、ジルコニウム及
び／又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メタラ
イズ層間の中間レベル誘電体として有用である。
本発明によって製造されるコーティングのもう一つの独
特の側面は、それらが電磁線に対して透明であることで
ある。従って、本発明のコーティングの特別の利点は、
フォーカルプレーンアレイ、オプト電子デバイス又は光
電池に利用されることであって、これらにおいては電磁
線をコーティングを施されたデバイスへ通過させあるい
はデバイスから放射させることができる。
〔実施例〕
下記の例は、本発明を当業者に説明するために指示され
るものであって、本発明を限定するものであると解釈す
べきではない。本発明は、特許請求の範囲に正確に示さ
れている。部数又は百分率による全ての分量は、特に断
らない限り重量によるものである。
例１−アンモニア中での水素のシルセスキオキサン樹脂
及びZr(OC3H7)4のセラミックス化 上述のフライらの方法によって製造された水素シルセス
キオキサン樹脂(HSiO3/2)nを0.8％、そしてジルコニウ
ムテトラプロポキシドZr(OC3H7)4を0.63％含有している
混合物をｎ−ヘプタン中で調製し、これを４日間室温の
ままにしておいた。次いでこの希釈混合物をモトローラ
社製14011 B CMOS電子デバイスへフローコーティング
し、そして溶剤を蒸発させた。２インチ（約5cm）のリ
ンドバーグ炉を無水アンモニアガスで20分間フラッシュ
洗浄し、本質的に他の成分の存在しないアンモニア雰囲
気を用意した。コーティングしたデバイスをリンドバー
グ炉内のアンモニア雰囲気において400℃で１時間加熱
して、付着コーティングをセラミックス化した。デバイ
ス上に窒化された薄いセラミックスのSiO2/ZrO2コーテ
ィングが生成された。熱分解後、コーティングされたデ
バイスを40倍の倍率で検査したところ、このコーティン
グは光学的特性が良好で、割れ又は欠陥が少しもないも
のであることが分った。このコーティングされたデバイ
スは、CMOS 4000 AEシリーズファミリーボードとCMOS 4
011 A Quad2入力NANDゲートデバイスボードとを備え付
けたテラダイン社製アナログ回路試験装置J 133 Cによ
る良否判別試験（go/no go test）に合格した。
例２−アンモニア中での水素シルセスキオキサン樹脂及
びTi(OCH(CH3)2)4のセラミックス化 水素シルセスキオキサン樹脂(HSiO3/2)nを0.87％そして
テトライソプロポキシチタンTi(OCH(CH3)2)4を0.83％含
有している混合物を、ｎ−ヘプタン中で調製した。この
溶液を室温で４日間静置した。次いでこの希釈溶液を電
子デバイスへフローコーティングし、そして溶剤を蒸発
させた。付着したコーティングを、コーティングされた
デバイスをアンモニア中において400℃で１時間加熱し
てセラミックス化した。薄い窒化されたSiO2/TiO2コー
ティングがデバイス上に生成された。
例３−アンモニア中での水素シルセスキオキサン樹脂及
びアルミニウムトリスペンタンジオネートのセラミック
ス化 メチルエチルケトン中に水素シルセスキオキサン樹脂を
0.8％そしてアルミニウムトリスペンタンジオネートを
0.62％含有しているコーティング溶液を調製し、これを
室温で４日間静置した。この溶液でモトローラ社製1401
1 B CMOSデバイスをフローコーティングし、10分間空気
乾燥し、次いでアンモニア中において400℃で１時間熱
分解させた。コーティングされたデバイスは、例１で説
明したテラダイン社製試験装置によるCMOS試験に合格し
た。
例４−アンモニア中での水素シルセスキオキサン樹脂と
Ti(OCH2C(CH3)2)4及びZr(OCH2CH2CH3)4のセラミックス
化 水素シルセスキオキサン樹脂(HSiO3/2)nを80％、テトラ
イソブトキシチタンTi(OCH2C(CH3)2)4を10％、そしてテ
トラプロポキシジルコニウムZr(OCH2CH2CH3)4を10％含
有している混合物は、メチルエチルケトン中で低固形
分、すなわち1.0％で調製することができる。溶液は、
それが空気乾燥によって透明なコーティングを生ずるよ
うになるまで、室温で静置すべきである（１〜４日）。
この希釈溶液は、電子デバイスへフローコーティングす
ることができ、そして溶剤は乾燥により蒸発させること
ができる。付着したコーティングは、コーティングされ
たデバイスをアンモニア中において200℃でおよそ20時
間又は400℃で１時間加熱してセラミックス化すべきで
ある。薄いセラミックスの、窒化されたSiO2/TiO2/ZrO2
コーティングがデバイス上に生成される。
例５−アンモニア中での水素シルセスキオキサン樹脂と
テトライソブトキシチタンTi(OCH2C(CH3)2)4、テトラプ
ロポキシジルコニウムZr(OCH2CH2CH3)4及びAl(CH3COCH2
COCH3)3のセラミックス化 水素シルセスキオキサン樹脂(HSiO3/2)nを70％、テトラ
イソブトキシチタンTi(OCH2C(CH3)2)4を10％、テトラプ
ロポキシジルコニウムZr(OCH2CH2CH3)4を10％、そして
アルミニウムトリスペンタンジオネートAl(CH3COCH2COC
H3)3を10％含有している混合物は、メチルエチルケトン
中で低固形分、すなわち1.0％で調製することができ
る。溶液は、それが空気乾燥によって透明なコーティン
グを生ずるようになるまで、室温で静置すべきである
（１〜４日）。この溶液は、電子デバイス上へフローコ
ーティングすることができ、そして溶剤を乾燥により蒸
発させることができる。付着したコーティングは、コー
ティングされたデバイスをアンモニア中において200℃
でおよそ20時間又は400℃で１時間加熱してセラミック
ス化すべきである。薄いセラミックスの、窒化されたSi
O2/TiO2/ZrO2/Al2O3コーティングがデバイス上に生成さ
れる。
例６−水素シルセスキオキサン樹脂とジルコニウムテト
ライソプロポキシドの白金触媒を使用するアンモニア中
でのセラミックス化 上述のフライらの方法により製造された水素シルセスキ
オキサン樹脂(HSiO3/2)nを0.8％、そしてジルコニウム
テトライソプロポキシドZr(OC3H7)4を0.63％含有してい
る混合物をｎ−ヘプタン中で調製し、これを室温で４日
間静置した。この溶液を、樹脂の量を基準にして17ppm
の白金を〔(CH3(H2)2S〕2PtCl2として溶解させたトルエ
ン0.01gを加えて触媒した。付着したコーティングを、
コーティングされたデバイスを２インチのリンドバーグ
炉内のアンモニア中で400℃で１時間加熱してセラミッ
クス化した。薄いセラミックスの、窒化されたSiO2/ZrO
2コーティングがデバイス上に生成された。このコーテ
ィングされたデバイスは、CMOS 4000 AEシリーズファミ
リーボードとCMOS 4011 A Quad2入力NANDゲートデバイ
スボードとを備え付けたテラダイン社製アナログ回路試
験装置J 133 Cによる良否判別試験に合格した。
例７−水素シルセスキオキサン樹脂とテトライソブトキ
シチタンのロジウム触媒を使用するアンモニア中でのセ
ラミックス化 水素シルセスキオキサン樹脂(HSiO3/2)nを90％そしてテ
トライソブトキシチタンTi(OCH2CH(CH3)2)4を10％含有
している混合物（10ml）は、ｎ−ヘプタン中での１％の
濃度で調製することができる。この溶液は、ダウコーニ
ングコーポレーションより得られる、RhCl3［(CH3CH2CH
2CH2)2S］3の0.5％ｎ−ヘプタン溶液を0.01g加えて触媒
することができる。この触媒入り溶液は、それが空気乾
燥により透明なコーティングを生ずるようになるまで、
室温で静置すべきである（１〜４日）。この溶液を、電
子デバイス上へフローコーティングし、そして乾燥によ
り溶剤を蒸発させることができる。付着したコーティン
グは、コーティングされたデバイスをアンモニア雰囲気
中で200℃にておよそ20時間加熱してセラミックス化す
べきである。あるいはまた、コーティングされたデバイ
スはアンモニア雰囲気中において400℃で１時間加熱す
ることができる。薄い窒化されたSiO2/TiO2コーティン
グがデバイス上に生成される。
例８−セラミックス化したコーティングの化学分析 水素シルセスキオキサン樹脂（0.75g）とアルミニウム
トリスペタンジオネート（0.75g）との混合物のメチル
エチルケトン溶液を調製した。溶剤を室温で蒸発させ、
そして残りの固形分を粉砕して微細な粉末にした。粉末
の一部分（0.5g）を空気中かあるいはアンモニア中にて
400℃で１時間加熱した。例１で説明したように２イン
チのリンドバーグ炉でもってアンモニア熱分解を行なっ
た。12インチ（約30cm）のリンドバーグ炉で空気熱分解
を行なった。熱分解後のセラミックス物質の収率とこの
セラミックス物質中の炭素、水素及び窒素の量を、第２
表に示す。
第２表のデータは、水素シルセスキオキサンとアルミニ
ウムトリスペンタンジオネートとの混合物をアンモニア
雰囲気において加熱する場合に窒素がセラミックス物質
に取り入れられる、ということを証明する。
例９−電子デバイスへの二重層コーティングの適用 モトローラ社製14011 B CMOSデバイスに、水素シルセス
キオキサン樹脂を0.7重量％及びアルミニウムトリスペ
ンタンジオネートを0.95重量％含有しているシクロヘキ
サノン溶液を2000rpmでスピンコーティングした。溶剤
を蒸発させた後、アンモニア雰囲気においてデバイスを
２時間400℃に加熱して、コーティングをセラミックス
化した。
このデバイスへ、プレセラミックポリシラザン重合体の
５重量％トルエン溶液をスピンコーティング（5000rp
m）して第二のコーティング層を適用した。このポリシ
ラザン重合体は、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、HSiCl3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、アンモニア雰囲気においてデ
バイスを２時間400℃に加熱して、コーティングをセラ
ミックス化した。コーティングされたデバイスを15倍の
倍率で検査したところ、コーティング層は良好な光学的
特性のものであり、目で認められる割れ又は欠陥のない
ことが示された。デバイスは、例１で説明したテラダイ
ン社製試験装置によるCMOS試験に従って試験したところ
十分に機能することが分った。
例10−シラザン重合体の不活性化コーティングのセラミ
ックス化 米国特許第4540803号明細書の例１のキャナディーの方
法により調製されたプレセラミックシラザン重合体をト
ルエンでもって1.0％に希釈した場合には、それを上記
の例１〜７のコーティングされた電子デバイス上へスピ
ンコーティングすることができる。溶剤は、空気を存在
させずに蒸発させるべきである。プレセラミック重合体
の付着コーティングは、コーティングされたデバイスを
アルゴン下において400℃でおよそ１時間加熱してセラ
ミックス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デバイス上に生成される。この例
は、アルゴン雰囲気をアンモニア雰囲気に取替えること
を除いて反復することができる。生成されたコーティン
グには、不利な影響は少しも認められないであろう。
例11−チタン含有シラザン重合体の不活性化コーティン
グのセラミックス化 米国特許第4482689号明細書の例13のハルスカの方法に
より調製された、チタンを約５％含有しているプレセラ
ミックシラザン重合体をトルエンでもって1.0％に希釈
した場合には、それを上記の例１及び例２の方法により
作られた窒化されたSiO2／金属酸化物でコーティングさ
れた電子デバイス上へスピン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、コーティングされたデバイスを窒素下において
400℃までの温度でおよそ１時間加熱してセラミックス
化することができる。薄いケイ素−窒素−チタンセラミ
ックコーティングがコーティングされたデバイス上に生
成される。
例12−シラザン重合体の不活性化コーティングのセラミ
ックス化 米国特許第4395460号明細書の例１のゴールの方法によ
り調製されたプレセラミックシラザン重合体をトルエン
でもって1.0％に希釈した場合には、それを窒化されたS
iO2／金属酸化物でコーティングされた電子デバイス上
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、コーティングされ
たデバイスをアルゴン下において400℃までの温度でお
よそ１時間加熱してセラミックス化することができる。
薄いケイ素−窒素セラミックコーティングがデバイス上
に生成される。
例13−ジヒドリドシラザン重合体の不活性化コーティン
グのセラミックス化 米国特許第4397828号明細書の例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重合体の１〜２
％ジエチルエーテル溶液は、上記の例１〜７の方法によ
り前もってコーティングしたモトローラ社製14011 B CM
OS電子デバイス上へフローコーティングすることができ
る。デバイスは、アンモニア中にて400℃で１時間加熱
すべきである。このコーティング及び熱分解処理は、デ
バイスの機能にCMOS回路試験器で測定した不利な影響を
及ぼさない。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0.1M NaCl溶液への暴露に耐え
る。保護されていないCMOSデバイスは、0.1M NaCl溶液
へ暴露後１分もたたずに機能に故障をきたす。
例14−F3SiSiF3からのCVDバリヤーコーティング 例１〜11の平坦化コーティング及び／又は不活性化コー
ティングでコーティングした電子デバイスは、バリヤー
コーティングで次に示すようにしてオーバーコーティン
グすることができる。すなわち、上記の例１〜11におけ
るように予めコーティングしたモトローラ社製14011 B
CMOS電子デバイスと一緒にヘキサフルオロジシランを50
Torrで、予め排気したパイレックス（Pyrex）（商標）
ガラス容器に入れることができる。ヘキサフルオリジシ
ランは、大気への暴露を防止するようなやり方でもって
ガラス容器へ移すべきである。この容器は、オーブンで
もって30分間およそ360℃の温度で加熱すべきである。
この間に、ヘキサフルオロシジランが分解し、そして電
子デバイス上にケイ素を含有するトップコーティングが
形成される。副生成物、種々のハロシランの混合物及び
いずれの未反応出発物質も、容器を再び真空ラインに接
続した後に排気して除去することができる。この電子デ
バイスは、例１で説明したテラダイン社製試験装置によ
るCMOS試験に合格する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−164413（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−213032（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−66335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−93240（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】次の工程（Ａ）〜（Ｃ）を含む、窒化した
    二酸化ケイ素と、アルミニウム、チタン及び／又はジル
    コニウムの酸化物とのセラミックコーティングを基材上
    に形成する方法。 （Ａ）水素シルセスキオキサン樹脂と、次の群、すなわ
    ち、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より選択さ
    れた１又は２以上の金属酸化物前駆物質とを含んでな
    り、この金属酸化物前駆物質の金属酸化物としての重量
    比率が0.1〜30％になる混合物の流動可能溶液を基材へ
    適用する工程 （Ｂ）この樹脂溶液を乾燥させて基材へプレセラミック
    コーティングを付着させる工程 （Ｃ）このコーティングされた基材を、実質的にアンモ
    ニア雰囲気中において200〜1000℃の温度に加熱して、
    当該基材上に上記セラミックコーティングを生成させる
    工程
  2. 【請求項２】次の工程を更に含む、請求項１記載の方
    法。 （Ｄ）前記セラミックコーティングへ、次の群、すなわ
    ち、（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より
    選択された不活性化コーティングを、次の群、すなわ
    ち、（ａ）化学気相成長、（ｂ）プラズマ増強（plasma
    enhanced）化学気相成長、及び（ｃ）プレセラミック
    重合体コーティングを適用後このプレセラミック重合体
    コーティングをセラミックス化すること、からなる群よ
    り選択された手段によって適用する工程
  3. 【請求項３】次の工程を更に含む、請求項２記載の方
    法。 （Ｅ）前記不活性化コーティングへ、次の群、すなわ
    ち、（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より
    選択されたバリヤーコーティングを、次の群、すなわ
    ち、（ａ）化学気相成長及び（ｂ）プラズマ増強化学気
    相成長からなる群より選択された手段によって適用する
    工程
  4. 【請求項４】請求項１から３までのいずれか一つに記載
    の方法によってコーティングされている基材。
  5. 【請求項５】前記基材が電子デバイスである、請求項１
    記載の方法。
  6. 【請求項６】請求項１から３までのいずれか一つに記載
    の方法によってコーティングされている電子デバイス。
  7. 【請求項７】前記セラミックコーティングが中間レベル
    誘電体層（interlevel dielectric layer）として用い
    られる、請求項２記載の方法によりコーティングされた
    基材。
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