Способ получения покрытий из металлов и их соединений на твердых подложках

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистичесних

РЕСПУБЛИН (51) 5 С 23 С 16/18, 16/ 18, Н 05 К 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 07.05.91. Бюл. 1(17

I малек улярн»(х 11<)h ()»11 ий регулируемой толщины.

Согласно изобретс Ilt(l в релкторе для получения иок р» т(<я рл. мешлн)т cнаб"

)(<еннун блоками контр< ля («лниу г водой или водным рлстяо(> и ffe< рглиической соли осл)кдлем< го метлллл. Далее на поверхности водной < реди со )длн т пленку 1(ОС в оргли(сч«h и рлгтворителе. В клчег гяе f»1)(, 1(гио и, » (т амфифилъные соедине(«(1>1, < дс р» лщие гидрофобные и гидр«1>11111." и рлдиклл»1. Обраэовлвшун ся нл и< 1 1« <.г)« волной

ГОсудАРственкый кОмитет пО изоБРетениям и ОтнРытиям

flpH Гннт сссР (21) 4309778/02 (22) 26 ° 06 ° 87 (72) Н.1(,Трлвкин (53) 621.793.16:669.058: 541.4(088.8) (56) Физика тонких пленок. Т.7.

Под ред. LI)(.Хасса и др. М., 1(ир, 1977, с.340.

Беликов А .П . и др. 0 нелинейном эФфекте лазерного инициирования процесса рлэло)кения )кидких карбоксиллтов металлов. В гб. Применение металлоорглнических соединений для получения неорганических покрытий и млтериалов. Тезисы докл.V Вс.совещ . поди. в печ. 11.06.87, с.223-225. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ 1(ЕТАЛЛОВ И ИХ СОЕДИНЕНИ11 1(А ТВЕРДЫХ

ПОДЛОЖКАХ (57) Изобретение относится к нанесению покрытий из металлов, окислов, сулъфидов и других неорганических соединений путем термического раэло)кения пленок металлоорганических соединений. Цель изобретения — получение тонИзобре тение относится к на несению покрытий из металлов, окислов, сульфидов и других неорга(1ичегких соединений путем термического раэло)кения пленок металлоорганических соединений (МОС) и мояет быть использовано в электронной и других отраслях промыщленности при изготовлении деталей с металлическими, пиэлектрическими и полупроводниковьвчи покрытиями.

Целью изобретения является получение тонкоглойных моно- или мулъти„„Я0„„1566786 А 1 кослойных M<)H<) или мульт((модену:1,1>—

HbIx пленок регулируемо(< тс лн ин(1. С<) I— ласно изоб>ретгнин гfl<)cr>(> получения It<1. крыт ий нл xf(e pJ(»(x tf <>Jt Jtn)f f<;I х f«(< )f1< ч «с т нанесение ил их и< верхнос Tf 1 етлллс— органического гneH(tl(e«II> и ио< лгдующее термичгскс е p;) .м високоэигргетич< с.кого и «лучения. 1(p(t этом в клчег TI«e мгт,.длоорглиичег» ого гоединс иин игtlc)JI(, «УH т рлэмс шлем(,1 H,I

n<)()ep)й греды амфифи и. I(hi< г ое(1(11(с (flit(г <>дс р» лш иг гидр«1>обш,le и г(tpc<1>IIIII нис рлдцклли, л нлнегеиис с I: ил 11<111< рхис гт(. подло)(к и п< ущс <- тил >(н.т и утгм nJ(I(r>- (Iли мн<)гокрлтн< г<1 Itepc мгп(<1(ия ис глед((ей черо з гр « f(ftlty p;1.)1(глл г рг;1 . Си ог об обесп е (ив лет и<>луч с и(«с по» ритий

TO)I(ItHf(OI(от гJ(III(III l(,I;I:) дс г ятк ов нм регулируемой в эл(1(гимогт(1 от количе— ства HatteceHI(»I). мо(< г бл.! 566786 среды пленку MOC наносят на поверхность твердой подложки путем одноилн многократного перемещения послед" ней через границу раздела сред при иэ5 влечении ее иэ водной среды с небольшой скоростью перемещения подложки °

С помощью газо-вакуумной системы в реакторе создают необходимую для формирования покрытия атмосферу (socстановительную, окислительнук, вакуум, серосодерщащую и др.) и проводят термическое разложение пленки МОС при нагреве, преимущественно, пучком высокоэнергетического излучения. 15

Для образования на поверхности водной среды пленки YOC èñïîëúçóþò два варианта: непосредственное нанесение на поверхность воды раствора HOG в органическом растворителе или нанесение на поверхность водного раствора неорганической соли осаждаемого металла жирной кислоты общей формулы.

3 где n = 12-22, в органическом растворителе. В последнем случае пленка

MOC образуется за счет химической реакции между солью металла и кислотой. Для формирования монослоя пленки МОС на поверхность водной среды наносят около 30 мкл раствора соответствующего состава. В качестве растворителя, необходимого для обеспечения равномерного нанесения монослоя РОС на поверхности водной среды, исполь— зуют легколетучие вещества, не вэаимодействуюшне с водой, материалами установки и подложки, преимущественно, гексан, бензол, хлороФорм и т.п. 40

Нагрев подложки с пленкой MOC на поверхности может быть осуществлен moбымн известными методами, однако для получения покрытий в виде заданного рисунка по определенной программе пре-4> имущественно используют сфокусированный пучок лазерного или электронного излучения. При этом для получения покрытий толшииой в 1 -4 монослся, не обеспечипакчпих воэможность туннелировання электронов в условиях работы туннельнэго микроскопа, разложение

КОС прс элит туннельным тском с помощью иглы скпнируюшего туннельного устрой ". так как в этом случае мо55 жЕт 6> ITl СФ )ÃМИРС Паи РИСУНОК ИСКРЫтия с минимально возможными размерами элементов на молекулярном уровне (10-40 нм и менее). При формировании покрытий толщиной в пять моносло1 ев и более рисунок создают автоматическим перемещением источника сфокусированного излучения по заданной программе.

В таблице представлены конкретные условия получения покрытий предложенным способом и достигаемые реэультаты.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает получение тонкослойных покрытий из металлов и их соединений регулируемой (в зависимости от количества нанесенных монослоев ИОС) толщины на молекулярном уровне от единицы до десятков нм, он может быть использован для легирования в процессе нанесения слоев, а также для создания гетероструктур и сверхрешеток на молекулярном уровне иэ неорганических материалов и, следовательно, открывает новые воэможности для создания приборов молекулярной электроники.

Указанные положительные качества обусловливают технико-экономические преимущества предложенного способа по сравнению с аналогичными существующими.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ получения покрытий из металлов и их соединений на твердьи подложках, включаю@ни нанесение на их поверхность металлоорганического соединения и последующее термическое разложение его при нагреве, преимушественно, пучком вь сокоэнергетического излучения, о т л и ч а ю щ и и г я тем, что, с целью получения тон1сослойных моно- или мулътимолекулярных покрытий регулируемой толщины, в качестве металлосрганического соединения используют размещаемые на поверхности водно-органической среды амфнфильные соединения, содержащие гидрофобиые и гидрофильные радикалы, а нанесение его на поверхность подложки осуществляют путем одно- или миогократ огг перемешения последней через границу раздела сред.

1566766

i; !

О +

1 "11 е р и

I 1 о

Ц

iN

1:1

1В

1 ° °

«j3 .1 о а»

Е II

«е»

F..

О л

СЭ

Ф\

Ф 1

Ф« м4

«4

С1

О

1 1 е а

6 е

D

ФЧ

Vl Ф

«

О

О О

1 1 а а .0 = о е

В "в и е с а. «й о

1 s в °

«41 аа

° o к е

1",1 хне е е

ы а ас в ю с гт о ы ц и () I;. Е

1 Т у1 а о О

ill .« «

О о а о ы i o

i «о х

° .

О

Ф

О в

u e

31 е

Г Е

« н1 6I. о с а ы

1 Е

n. v а1- ое

u c o (IЛ в «о 2 5

« I

1 оев 1 I u

o u a s 41 4i дВ«%3«0в«!

4 4 О 4 4

Р ы1 °

Е ° 1»

1 «

i«I

14 и

-"ik е а с ф C

4».. а«

Ров н

uv x

C сЪ о о«а м к а сч е v- ум

« a, I ° Е а -э

XZC

p s о е

41 Ы

ыл е

ы

О О

t (i** е с (san

4I I- О о а а е с

В о ° х е В

° л ° °

««3 е

Ц о- а

11 оо и,о н ле5

l4., -1

"йФ

?)s

Vl о и - М

«1u =

1. и а « о а

°, а c е

1 аГ

CV1  — viuв о

xzvi s

cs vi в в

Ф- " <Ч

1 ы—

i4 а I4

a«I=

C 4l

s ю

C IU Ц оеое ос а

«сов а«а о

usus

):. (