半导体制造方法_4

文档序号:9632502阅读:来源:国知局
体材料。固体材料包括但不限于结晶固体、多晶材料或它们 的组合。其他半导体材料包括但不限于无定形材料和液体。在一个实施例中,由半导体制 造方法生产的半导体产品是本征半导体。在另一个实施例中,由半导体制造方法生产的半 导体产品包括在化学上非常纯并且具有不良导电性的本征半导体材料。本征半导体材料具 有相等数量的负载流子(电子)和正载流子(空穴)。在替代实施例中,由半导体制造方法 生产的半导体产品是非本征半导体。
[0067] 非本征半导体的衬底包括本征半导体材料,其具有通过称为渗杂的方法所添加的 少量杂质,所述渗杂会改变半导体的电性质并改善其导电性。通过渗杂方法引入杂质提供 对半导体材料的导电性的控制。渗杂方法产生两组半导体:负电荷导体(n型)和正电荷导 体(P型)。半导体可W元素或化合物的形式获得。除了纯元素半导体(诸如但不限于娃 (Si)、错(Ge)和碳(C))之外,许多合金和化合物也是半导体,诸如但不限于錬化铜(InSb)、 神化铜(InAs)、憐化铜(InP)、憐化嫁(GaP)、錬化嫁(GaSb)、神化嫁(GaAs)、碳化娃(SiC)、 氮化嫁(GaN)、错化娃(SiGe)和硫化砸(SeS)。
[0068] 在一个实施例中,R基团由控、取代控、幾基、簇基、醋、酸、胺、酷胺、横酸、有机金属 络合物和/或环氧化物形成。虽然不希望受理论束缚,但据信娃氨化物的部分可经由娃氨 加成机制与不饱和控基团进行热反应,W共价键合到被涂覆的衬底的表面上。在一个实施 例中,反应室内所有暴露表面上的涂层101包含共价键合的R基团,其包含R基团W及碳、 娃和氨部分。
[0069] 在一个实施例中,氧化后官能化层109(例如,通过暴露基于二甲基硅烷的簇基娃 烧层而形成,所述基于二甲基硅烷的簇基硅烷层通过先使层102进行空气氧化再进行有机 氣化处理而形成)包括Si-OH官能团的损失(基于3401. 8cm 1处的FT-IR峰,与采用零空气 氧化的氧化层107的实施例相比)、接触角测量值的增加(例如,对于平滑如镜的表面上的 去离子水为约Iir,相比之下,在氧化后官能化(步骤210)之前为约50. 9° )、疏水性的 存在、约1. 00兆欧姆(从采用零空气氧化的氧化层107的Zif =约7. 27千欧姆开始增加) 的优异阻抗(例如,在低频率狂H)下)和/或从奈奎斯特图得出的约0. 0. 821的末端Zr/ Zi比率或它们的组合。 阳070] 在一个实施例中,涂层101、层102、官能化层110和/或氧化后官能化层109包括 例如任何合适表面上的防粘滞性质,所述任何合适表面为例如图11中所示的表面中的一 者或多者。图11示出了系统的一部分,其中在由系统生产半导体产品期间和/或在监控系 统期间,流体表面910与运动流体接触。在一个实施例中,流体表面910是流体诸如气体和 /或液体流过其中(如箭头912所示)的柔性或刚性管或管道911的内部,或者与流体接触 且处于流体运动中的任何其他部分。图12还示出了外表面913,其具有与流体表面910不 同或相同的组成。 阳071] 在一个实施例中,涂层101、层102、官能化层110和/或氧化后官能化层109包括 抗侵蚀性(例如,固体和液体二者的侵蚀)和抗腐蚀性。即便碰撞粒子或流接触表面,也会 产生抗侵蚀性。通过防止表面与环境和/或与作为表面微凸体形成的反应产物反应而产生 抗腐蚀性。此类抗性防止由于在材料的接触相互作用中的裂纹形成和/或磨损而发生反应 产物的耗损。
[0072] W下实例示出了与本公开相关的各种要素。实例内所公开的性质和参数不论是实 质上比较性的还是实质上示例性的,都应当视为是【具体实施方式】内所公开的。 阳07引 实例1
[0074] 第一实例包括在450°C和Spsia气体下将二甲基硅烷引入衬底100持续2小时W 形成层102。层102在镜面抛光的316不诱钢试片(略微泛黄)上几乎不可检测(即,很 难在视觉上分辨)。测量显示在沉积处理之前水接触角数据为约60°。在用二甲基硅烷进 行沉积处理之后,接触角增加到约102°。虽然层102不可见,但数据表明在表面105的层 102上有显著密度的碳甲娃烷基材料的极薄沉积。由于可用的光谱技术不具有足W检测该 涂层的灵敏度,因此据估计,层102的厚度为约100埃。 阳07引实例2
[0076] 第二实例包括在450°C和Spsia气体下将二甲基硅烷引入衬底100持续15小时W 形成层102。层102具有多种颜色的可见发光彩虹阵列。
[0077]实例3 阳07引第S实例包括在450°C和Spsia气体下将二甲基硅烷引入衬底100持续15小时W 形成层102, W及随后在450°C和约10化sia至20化sia气体下在惰性气体中用水氧化衬底 100的层102持续2小时W形成氧化层107。第=实例示出了非期望的结果,诸如缺少表面 改性化学的官能化部分(Si-OH或Si-H)。
[0079]实例 4
[0080] 第四实例包括在450°C和Spsia气体下将二甲基硅烷引入衬底100持续15小时 W形成层102, W及随后在300°C和约I(K)PSia至2(K)psia气体下用氧化试剂混合物氧化衬 底100的层102持续2小时W形成采用零空气氧化的氧化层107。氧化试剂混合物包含零 空气和水。氧化层107示出了非期望的结果,诸如与实例3相比,被过氧化、具有减少的C-H 基团、具有减少的Si-C基团化及具有增加的Si-OH/C-OH基团。 阳0川 实例5
[0082] 第五实例包括在450°C和Spsia气体下将二甲基硅烷引入衬底100持续15小时 W形成层102, W及随后在300°C和约Ipsia至2(K)psia气体下用零空气氧化衬底100的层 102持续2小时W形成氧化层107。氧化层107包含氧化碳硅烷材料,该材料具有在FT-IR 数据(宽峰;3414cm 1)中观察到的显著Si-OH伸缩。测得对于去离子水的接触角为50.9°。 电化学阻抗频谱示出了低频率下的阻抗Zif =约7. 27千欧姆。因而,使用摩擦计(CSM仪器 公司(CSM Instruments) S/N 18-343)经由标准IOOCre球和3. OOcm/s的圆周线速度施加 0. 5N力所分析的材料的耐磨性显示4. 141 X 10 3 (mm3/N m)的磨损。与实例3相比,氧化层 107具有较低摩擦、较高磨损并且存在Si-O-Si基团。
[0083]实例6
[0084] 第六实例包括用乙締使实例2中形成的层102官能化W形成官能化层110。官能 化层110具有在304不诱钢上前进98. 3。和后退85. 1。的水接触角。FT-IR数据表明,基 于Si-O-Si基团的缺乏(基于在1027cm 1处的伸缩)得出几乎未发生氧化,并且Si-H基团 的量减少(基于2091cm 1处的伸缩)。 阳0财 实例7
[0086] 第屯实例包括用乙締使实例2中形成的层102官能化W形成官能化层110。然后 通过将5ml去离子水值I)加入室中,使官能化层110氧化。将室暴露于若干氮气吹扫和适 度真空W从密封容器移除零空气。将室中的溫度在450°C下保持约2小时,然后恢复至室 溫。官能化层110的氧化形成官能化后氧化层111。官能化后氧化层111具有前进95. 6° 和后退65.9°的水接触角数据。FT-IR数据表明,与实例6中形成的官能化层110相比,氧 化增加了 Si-O-Si基团的量(基于1027cm 1处的伸缩)并且减少了 Si-H基团的量(基于 2091cm 1处的伸缩)。
[0087]实例8
[0088] 第八实例包括在450°C和Spsia气体下将S甲基硅烷引入层102(由二甲基硅烷的 沉积所形成)持续15小时。第八实例示出了非期望的结果,包括衬底100上没有可见或光 谱法可测量的涂层,也没有分子涂层的任何迹象,因为水接触角的值没有明显变化。
[0089]实例 9
[0090] 第九实例包括将=甲基硅烷加入包含450°C和25psia下的材料的经抽空的室中, 并反应约10小时。所得的FT-IR数据表明损失Si-OH官能团。测得对于去离子水的接触 角为99. r,表明存在疏水性。电化学阻抗频谱示出了低频率下的阻抗狂If)为15. 4兆欧 姆。电化学阻抗频谱还示出了波特图和从奈奎斯特图得出的0.072的末端Zk/Zi比率。使 用摩擦计(CSM 仪器公司(CSM Instruments) S/N 18-343)经由标准 IOOCre 球和 3. OOcm/s 的圆周线速度施加0. 5N力来分析材料的耐磨性,从而显示1. 225X 10 4OnmVNm)的磨损,与 未经处理的材料相比增加=十四倍。 W91] 实例10
[0092] 第十实例包括在450°C持续约10小时的第一条件、350°C持续约7小时的第二 条件、375°C持续约7小时的第=条件W及400°C持续约7小时的第四条件下,将十=氣 1,1,2, 2-四氨辛基硅烷加入氧化层107中。
[0093] 在第一条件下,所得接触角为在304不诱钢上前进108. 26。和后退61. 03°并且 所得涂层包括优异耐擦伤性和低频率下的高度电阻抗巧IS Zlf =10. 24兆欧姆)。还存 在盐酸暴露(6M在室溫下持续24小时)中的明显抗腐蚀性,其中所得涂层即使在严苛的酸 暴露之后也保留了高疏水性。棚娃酸盐玻璃样品上出现栋色涂层可能指示有机氣试剂在 450°C下分解。在第二条件下,所得接触角为在304不诱钢上前进111. 62。和后退95. 12°, 并且所得涂层包括优异耐擦伤性和低频率下的较低EIS阻抗狂If = 167千欧姆)。运可能 指示与氧化层的不完全反应,然而,高接触角证实了有机氣试剂的至少部分键合。棚娃酸盐 玻璃内衬具有无色外观,指示有机氣试剂未显著热分解。测角计接触角还指示出高度的疏 油性,其中测得在镜面抛光的316不诱钢试片上10W40电机用油接触角为84. 8°。在第S 条件下,所得接触角为在304不诱钢上前进112. 67°和后退102. 29°并且所得涂层包括优 异耐擦伤性和相比先前条件在350°C下改善的EIS数据狂If = 1. 0兆欧姆)。在玻璃表面 上没有栋色残余物的迹象,因此没有有机氣试剂热分解的迹象,然而改善的EIS数据指示 更完全的反应。良好的疏油性也得到保留,其中使用10W40电机用油时的接触角为80. 5°。 另外,通过将被涂覆的试片放入45(TC烘箱中的室内空气中,测试该表面的热氧化抗性。该 试片在热氧化暴露之前的
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