Способ изготовления пленочных структур

(304 Н 01 Ь 21/385 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ ИЗОБРЕТДЕТЕЛЬСТВ У(56) Авторское свидетельство СССР В 970989, кл, С 02 В 13/14, 1981.Во 1 пеЬ О. еС а 1. Нуйго 8 еп Зр 111 очег 3. оЕ Сайув 1 в 38, 135 (1975). СПИ САНИ АВТОРСКОМУ 54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ СТРУКТУР путем нанесения на подлокку слоя оксидов переходных металлов и дополнительного слоя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона используемых оксидов переходных металлов, дополнительный слой наносят в виде аморфного слоя триоксида вольфрама при температуре подлоаки со слоем оксида переходного металла равной 50-90 и скорости нанесенияо20-50 /с в течение 3-7 мин с последующей термообработкой на воздухе при 100-150 С в течение 5-15 мин.Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и используется в системах записи и отображения оптической информации, Фотолитографии и т,п.Известен способ изготовления пленочной структуры для инжекции водорода в оксиды переходных металлов, состоящий из нанесения слоя триоксида вольфрама (ИО) на подложку при помощи технологических режимов, обеспечивающих получение очень рыхлых пленок, обладающих наиболее развитой поверхностью. Скорость нанесения пленочных слоев при данном способе изготовления составляето100-200 А/с при температурах подложки 20 С при получении аморфных слоев и 400 С - при получении поли- кристаллических слоев.Инжекция водорода в структуру, полученную данным способом (в триоксид вольфрама) осуществляется под действием света в результате фотокаталитического разложения молекул водородсодержащих соединений, предварительно адсорбированных на поверхности ЯО.Однако, существенным недостатком данного способа изготовления является невозможность получения струк-. тур, содержащих слои других оксидов переходных металлов, например слои оксидов, обладающих малой удельной поверхностью (монокристаллические или поликристаллические с достаточно большим размером кристаллита) или слои низших оксидов переходных металлов, или слои оксидов, поверхность которых загрязнена нежелательными адсорбатами, например молеку,лами воды, в которые инжекция водорода происходила бы под действием света. Наиболее близким техническим решением является способ изготовления пленочных структурпутем нанесения на подложку слоя оксидов переходных металлов и дополнительного слоя.Недостатком данного способа изготовления является невозможность создания пленочной структуры, с помощью которой инжекция водорода в слой оксида переходного металла происходила бы под действием света. Цель изобретения - расширениедиапазона используемых оксидов переходных металлов для инжекции водорода под действием света.5 Цель достигается тем, что в способе изготовления пленочных структур путем нанесения на подложкуслоя оксидов переходных металлов идополнительного слоя, дополнительЮ ный слой наносят в виде аморфногослоя триоксида вольфрама при температуре подложки со слоем оксидапереходного металла равной 50-90 С,при скорости нанесения 20-50 А/с,15 в течение 3-7 мин, а термообработкупроизводят на воздухе при 100-150 Св течение 5-15 мин,Нанесение слоя Ю проводят притемпературе подложки со слоем окси 20 да переходного металла равной 50 о90 С. Ниже этого интервала температур наблюдается плохая адгезияслоя ЧО к слою оксида переходногометалла. При температуре подложки,25 превышающей 90 С, слой МО получается сильно восстановленным. Этоприводит к возникновению большихнапряжений в слое УО, в результатечего перетекания водорода из сильЗО но напряженного слоя ЫО в слойоксида переходного металла не происходит.Скорость нанесения слоя ИОсоставляет 20-50 А/с. При скоростяхнанесения меньших 20 А/с в слойтрноксида вольфрама захватываетсябольшое количество примесей из остаточной атмосферы технологическоговакуума, что приводит к уменьшениюкоэффициента диффузии водорода вслое ИО и снижению эффективностиего перетекания. При скоростяхнанесения больших 50 А/с атмосферныеЮ получаются сильно напряженными,что также приводит к уменьшениюкоэффициента диффузии водорода вУО и снижению эффективностиперетекания.Время нанесения дополнительного о слоя ИО при скорости нанесенияо20-50 А/с составляет 3-7 мин. Применьших временах нанесения слоиЮО получаются тонкими с О,;1 мкм,обладающими островковой структурой,что не позволяет производить перетекание водорода иэ слоя УО вслой другого оксида. При временинанесения более 7 мин слои УОзРедактор Л.Письман .Техред О,Ващишина Корректор С. Черни Тираж 618 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 8555/5,филиал ППП ".Патент", г. Ужгород., ул Проектная, 4 получаются толстыми, и, как следствие этого, сильно напряженнйми,что приводит к уменьшению диффузииводорода в МО, а иногда даже котслаиванию слоя ЧО от слоя оксидапереходного металла,Термообработка пленочной структуры проводится на воздухе при100-150 С в течение 5-15 мин. Основной целью термообработки являетсяснятие механических напряжений,возникающих в процессе нанесенияслоя ИО в неравновесных условиях.Кроме того, отжиг приводит к уве"личению степени структурной упорядоченности слоя ИО, и, как следствие этого, к увеличению коэффициента диффузии электронов, что такжеувеличивает эффективность перетека"ния. Отжиг напряжений при температуре меньшей 100 С неэффективен, аотжиг при температуре выше 150 Сприводит к заметному укрупнению микрокристаллов в аморфном слое, чтозатрудняет инжекцию водорода в аморфный слой ИО во время фотокаталитического процесса вследствие уменьшения удельной поверхности слоя УО.Время отжига меньше 5 мин при данныхтемпературах малоэффективно дляснятия механических напряжений вслое МО, в то время как отжигдлительностью более 15 мин такжеприводит к рекристаллизации слоеви уменьшению эффективности фотокаталитического процесса. П р и м,е р 1. Оксид переходногометалла - ЧО (кристаллический).Температура подложки 50-90 С, ско 62352 4рость нанесения 20-50 Юс, времянанесения 3-1 мин, температура термообработки 100-150 С, время 5-15 мин.Для инжекции водорода под дейст вием света пленочная структура помещается в герметичную разборнуюкювету с кварцевым окном, Кювета откачивается форвакуумным насосом додавления 10 -10мм рт.ст послечего в нее напускаются пары органических соединений, которые служатисточником водорода.ЭффективносТь инжекции водородаопределяется по отношению водород/пе-.реходный металл в нижнем слое гетероструктуры при облучении гетероструктуры ртутной лампой ПРКмощностью250 Вт в течение 10 мин.Отношение концентраций водородаи переходного металла 0,01-0,05.П р и м е р 2. Оксид переходногометалла - аморфный МоОз . После операций, как и в примере 1, отношениеконцентраций 0,06-0,14.2 П р и м е р 3. Окснд переходногометалла - аморфный Ч О Отношениеконцентраций 0,08-0,18.П р и м е р 4. Оксид переходного металла - кристаллический ЮЭ.Отношение концентраций 0,04-0,1.Использование данного способа дает возможность плавно и в широкихпределах изменять параметры целогоряда оксидов переходного металловпод действием света, что позволяетулучшать технические характеристикиуже существующих приборов и регистрирующих сред, а также создавать новыерегистрирующие среды с новыми функциональными возможностями.40