Материал на основе аморфного нитрида кремния, содержащего углерод

Материал на основе аморфного нитрида кремния, содержащего углерод

Реферат

 

Использование: волоконная оптика, электроника и химическая промышленность. Сущность изобретения: в реактор подают смесь тетраметилсилана и гидразина при соотношении 0,2 в органо-водородной смеси (соотношение 0,1), что соответствует содержанию углерода 0,1. На подложке, нагретой до 1260^oС, осаждается пленка аморфного однородного карбонитрида кремния. Продукт имеет состав, соответствующий формуле: Si_0,6N_(0,4-x)C_x, где x=0,06-0,16. Скорость травления в HF при комнатной температуре 0,03-0,3 мкм/ч, разложения в вакууме 2000-2500^oС, плотность 2,23-2,75 г/см³, удельное злектросопротивление (1-11)10^-9 Омсм. 1 табл.

Изобретение относится к неорганической химии тугоплавких соединений, в частности к способам получения материала на основе кремния, азота и углерода. Целью изобретения является повышение химической стойкости и термостойкости материала. Это достигается тем, что аморфный однофазный карбонитрид кремния имеет следующий состав Si_0,6N_0,4-хC_x, где Х=0,06-0,16 Сущность изобретения заключается в создании аморфного однофазного карбонитрида кремния с применением в качестве кремний-, углерод- и азотсодержащих компонент смеси тетраметилсилана (ТМС) и гидразина (Г) в токе газа носителя водорода и/или аргона. Введение углерода в состав продукта приводит к уменьшению его плотности. Увеличение содержания углерода приводит к увеличению стойкости материала в агрессивных средах. Повышение содержания углерода > 16 приводит к потере однофазности и образованию двухфазного продукта (карбонитрида кремния и карбида кремния). Использование в качестве исходных компонент гидразина и тетраметилсилана обусловлено тем, что гидразин является азотсодержащим соединением, при пиролизе которого образуются чрезвычайно активные радикалы, влияющие на однофазность и аморфность продукта, за счет возрастания скорости роста пленки в 10-1000 раз. Тетраметилсилан является источником кремния и азота при фиксированном атомном соотношении между ними. Аморфный карбонитрид кремния обладает большей термостойкостью за счет образования новых связей между кремнием и углеродом. П р и м е р. В реактор подают смесь тетраметилсилана и гидразина в атмосфере аргоноводородной смеси при Ar/(H₂+Аr)=0,1, молярном соотношении ТМС/Г= 0,2, это соответствует содержанию углерода 0,1, и общим давлении газовой смеси 500 торр. На нагретой до 1260^oС подложке осаждается пленка аморфного карбонитрида кремния. Состав полученного карбонитрида соответствует формуле Si_0,6N_0,3C_0,l. Скорость травления в HF при комнатной температуре 0,2 мкм/ч. При концентрации углерода меньше 0,06 полученный продукт является нитридом кремния. Образование карбонитрида кремния доказано с использованием локального рентгена-спектрального анализа (ЛРСА), данными инфракрасной (ИK) и РАМАН-спектроскопии. ЛРСА дает элементный состав полученного конденсированного продукта: кремний (Si) азот (N) и углерод (С). С помощью ИК-спектроскопии идентифицированы связи Si-C и Si-N, РАМАН-спектры показывают отсутствие механической смеси нитрида и карбида кремния. В таблице представлены составы карбонитрида по изобретению, а также их физические и химические свойства. Из представленных в таблице данных следует, что изобретение позволяет получить однофазный аморфный карбонитрид кремния, имеющий высокую химическую стойкость (скорость травления в HF при комнатной температуре 0,03-0,3 мкм/ч) и термическую стойкость (температура разложения в вакууме 2000-2500^oС). Полученный аморфный карбонитрид кремния имеет плотность 2,23-2,75г/см³ и удельное электросопротивление (1-11) 10^-9Омсм.

Формула изобретения

Материал на основе аморфного нитрида кремния, содержащего углерод, отличающийся тем, что, с целью повышения химической стойкости и термостойкости, он представляет собой однофазный карбонитрид кремния и имеет состав, соответствующий следующей формуле: Si_0,6N_0,4-xC_x, где x=0,06-0,16.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 20.11.1995

Номер и год публикации бюллетеня: 6-2002

Извещение опубликовано: 27.02.2002