KR950011561B1 - 백금 또는 로듐 촉매 작용시킨 수소 실세스퀴옥산 수지 및 금속 산화물로부터의 다층 세라믹 피막의 형성방법 및 이로써 형성된 다층 세라믹 피막 - Google Patents

백금 또는 로듐 촉매 작용시킨 수소 실세스퀴옥산 수지 및 금속 산화물로부터의 다층 세라믹 피막의 형성방법 및 이로써 형성된 다층 세라믹 피막 Download PDF

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Description

백금 또는 로듐 촉매 작용시킨 수소 실세스퀴옥산 수지 및 금속 산화물로부터의 다층 세라믹 피막의 형성방법 및 이로써 형성된 다층 세라믹 피막
다양한 주변 조건하에서 사용할 수 있는 전자장치는 다른 응력 중에서도 내습성, 내열성 및 내마모성을 가져야만 한다. 장치의 신뢰성을 증가시킬 수 있는 전자장치에 대한 파복물의 제조에 관해 다수의 연구결과가 발표되어 있다. 세라믹 및 금속 패키징(packaging)을 포함하여 오늘날 이용 가능한 통상의 피막중의 어느 것도 모든 주변 응력에 대해 자체적으로 전자 장치를 충분하게 보호할 수가 없다.
전자장치의 이러한 일반적 단점의 원인은 불순물 개입을 허용하는 반도체 칩(chip)의 표면 부동화(passivation)에 있어서 미세균열 또는 공극에 있다. 따라서, 전자장치의 무기 피막에서 미세균열, 공극 또는 핀홀(phinhole)이 형성되는 것을 방지하는 방법이 필요하다.
전자장치상의 부동화 피막은 전자장치내에 들어가 전자적 신호의 전송을 방해할 수 있는 이온성 불순물[예; 염소이온(Cl-) 및 나트륨 이온(Na+)]에 대해 장벽을 제공할 수 있다. 또한, 부동화 도료를 전자장치에 도포하여 이를 습기 및 휘발성 유기 화학약품으로부터 어느 정도 보호할 수 있다.
무정형 규소(이후부터는 a-Si로 칭함)필름은 전자 산업에서 다양하게 적용되는 핵심 연구 대상이지만, 전자장치의 주변보호 또는 밀봉보호용으로서 a-Si 필름의 용도에 대해서는 알려지지 않았다. a-Si 필름을 제조하기 위한 다수의 가능한 방법들이 이미 기술되어 있다. 예를 들어, 무정형 규소 필름을 제조하기 위해, 화학적 증착(CVD), 플라즈마 강화 CVD, 반응성 스퍼터링(sputtering), 이온 도금 및 광-CVD등의 부착 방법을 사용한다. 통상적으로, 플라스마 강화 CVD법이 공업화되었고 a-Si 필름을 부착시키는데 널리 사용되고 있다.
전자장치의 본체내 및 금속화 층사이의 내층으로서 기판 평탄화의 용도는 당해분야의 숙련가에게 공지되어 있다. 도핑되거나 도핑되지 않은 SiO2유리 필름의 통상적인 내부레벨 유전전열체 층에 의해 금속화 레벨이 분리된 다중 레벨 상호접속 시스템이 문헌에 기재되어 있다[참조; Gupta 및 Chin, Microelectronics Processing, Chapter 22, "Characteristics of Spin-On Glass Folms as a planarizing Dielectric", pp 349-65, American Chemical Society, 1986]. 그러나, CVD 유전체 필름은 기껏해야 중첩 금속화 층에 의해 연속적이고 균일한 단계 피복면적(step coverage)에 전도되지 않은 기판 특징의 상응하는 피목 면적만을 제공한다. 빈양한 단계 피복 면적은 도선에 금속화 수율의 감소와 장치 신뢰도 문제를 야기시키는 불연속적인 얇은 반점을 발생시킨다. 스핀-온(spin-on) 유리 필름은 금속화 층 사이에 내층 분리를 제공하는데 이용되며, 금속화 층의 최상층은 후에 석판 기술에 의패 패턴이 형성된다. 그러나, 내부 레벨 유전체 층의 평탄화와 반대로 전자 장치의 표면상의 상부 피복 평탄화시키는 것은 알려져 있지 않다.
선행 기술에 있어서, 단일 재료는 종종 전자 산업에서 발견되는 특정 피막 적용물의 증가하는 요구에 충분히 부합하지 못한다. 여러 피막 특성(예; 미세경도, 내습성, 이온장벽, 점착성 연성, 인장강도, 열팽창 계수등)이 상이한 피복물의 연속층에 의해 제공될 필요가 있다.
실라잔과 같은 규소-질소 함유 예비세라믹 중합체는 가울(Gaul)의 미합중국 특허 제4,404,153호(허여일 : 1983. 9. 13)를 포함하여 다수의 특허 문헌에 기재되어 있으며, 상기 특허 문헌에는 염소 함유디실란과(R'3Si)2NH(여기서, R'는 비닐, 수소, C1-C3알킬 라디칼 또는 페닐 그룹이다)를 접촉 및 반응시켜 R'3SiNH-함유 실라잔 중합체를 제조하는 방법이 기술되어 있다. 도한, 상기 문헌에서 가울은 규소-탄소-질소 함유 세라믹 물질을 제조하기 위한 예비세라믹 실라잔 중합체의 사용을 기술하고 있다.
미합중국 특허 제4,312,970호(허여일 : 1982. 1. 26)에서 가울은 예비 세라믹 실라잔 중합체의 열분해에 의해 세라믹 물질을 수득했으며, 상기 중합체는 유기 클로로실란과 디실라잔의 반응에 의해 제조된다.
미합중국 특허 제4,340,619호(허여일 : 1982. 7. 20)에서 가울은 예비 세라믹 실라잔 중합체의 열 분해에 의해 세라믹 물질을 수득했으며, 상기 중합체는 염소 함유 디실란과 디실라잔의 반응에 의해 제조된다.
미합중국 특허 제4,540,803호(허여일 : 1985. 9. 10)에서 캐내디(Cannady)는 예비 세라믹 실라잔 중합체의 열분해에 의해 세라믹 물질을 수득했으며, 상기 중합체는 트리클로로실란과 디실라잔의 반응에 의해 제조된다.
문헌에는 수소 실세스퀴옥산 수지의 제조가 교시되어 있다[참조 : Frye ＆ Collins, U.S. Patent No. 3,615,272(1971. 10. 26); Frye et al., J.Am.Soc.92, p 5586, 1970].
디에츠(Dietz)등의 미합중국 특허 제3,859,126호 허여일 : 1975. 1. 7)에는 SiO2를 포함하는 임의의 여러 옥사이드와 함께 PbO, B2O4및 ZnO를 포함하는 조성물의 제조를 교시한다.
루스트(Rust)등의 미합중국 특허 제3,061,587호(허여일 : 1963. 10. 30)는 디알킬 디아실옥시실란 또는 디알킬 디알콕시 실란을 트리알킬실록시 디알콕시 실란을 트리알킬실록시 디알콕시 알루미늄과 반응시켜 규칙적인 유기 규소-알루미늄 옥사이드 공중합체를 형성하는 방법을 교시하고 있다.
본 발명은 저온에서 장치의 표면상에 얇은 다층 세라믹 또는 세라믹형 피막을 형성시킴으로써 전자장치를 전자장치를 더 잘 보호하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 이르러 수소 실세스퀴옥산 수지 및 하나 이상의 금속 산화물로 도포시킨 다음, 하나 이상의 규소 함유, 규소-질소 함유, 또는 규소-탄소 및 질소 함유 세라믹 또는 세라믹형 도료를 도포시켜 피막을 형성하는 방법이 밝혀졌다.
본 발명은 전자장치의 보호를 위한 단층 및 다층 보호 피막을 저온에서 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 단층피막은 백금, 또는 로듐 촉배 작용시킨 수소 실세스퀴옥산 수지[(HSiO3/2)n]를 지르코늄, 알루미늄, 및/또는 티타늄 알콕사이드와 접촉시켜 균질한 예비세라믹 중합체 물질을 제조함으로써 제조한 피막으로 이루어진다. 본 발명의 이층 피복물은(1) 백금 또는 로듐 촉매 작용시킨 수소 실세스퀴옥산 수지[(HSiO3/2)n]를 지르코늄, 알루미늄 및/또는 티타늄 알콕사이드와 접촉시켜 제조한 피막 및 (2) 보호용으로 제공된 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로플리실란 또는 이의 혼합물을 가열함으로써 유도된, 규소 함유 물질, 또는 규소-질소 함유 물질, 또는 규소-탄소 함유 물질의 최상부 피막으로 이루어진다. 제1층은 전자 장치를 유동피복, 스핀피복, 침액피복 및 분무피복시킨 다음 세라믹화하는 공기된 기술에 의해 적용되는 SiO2/TiO2, SiO2/ZrO2, SiO2/TiO2/ZrO2, SiO2/Al2O3또는 SiO2/TiO2/ZrO2/Al2O3평탄화 및 부동화피막이다. 본 발명의 이층 피복물의 제2층은 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 실라잔, 또는 알칸, 실란 및 암모니아의 혼합물의 CVD 또는 플라즈마 강화 CVD로부터 유도된 규소 함유 물질의 보호용 차단 피막이다.
본 발명은 또한 제1층이 백금 또는 로듐 촉배 작용시킨 SiO2/TiO2, SiO2/ZrO2, SiO2/TiO2/ZrO2, SiO2/Al2O3또는 SiO2/TiO2/ZrO2/Al2O3피막인 전자장치용 3층 피막 시스템의 저온형성에 관한 것이다. 부동화를 위해 사용되는 제2층은 예비 세라믹 규소-질소 함유 중합채 도료의 세라믹화에 의해 수득된 세라믹 또는 세라믹형 피막이거나 열, UV, CVD, 플라즈마 강화 CVD, 또는 레이저 기술에 의해 부착된 규소-질소 함유, 규소-탄소-질소 함유, 또는 규소-탄소 함유 층이다. 본 발명의 3층 피막에서 제3층은 (a) 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 CVD, 플라즈마 강화 CVD, 또는 금속 보조 CVD에 의해 도포된 규소 함유 물질, (b) 할로실란, 할로디실란, 할로폴리 실란, 또는 이의 혼합물, 및 알칸의 CVD 또는 플라즈마 강화 CVD에 의해 도포된 규소-탄소 함유물질, (c) 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란, 또는 이의 혼합물, 및 암모니아의 CVD 또는 플라즈마 강화 CVD에 의해 도포된 규소-질소-함유 물질, 또는 (d) 헥사메틸디실라잔의 CVD 또는 플라즈마 강화 CVD, 또는 실란, 알킬실란, 알칸 및 암모니아의 혼합물의 CVD 또는 플라즈마 강화 CVD에 의해 도포된 규소-탄소-질소 함유물질의 최상부 피막이다.
본 발명은 백금 또는 로듐 촉매 작용시킨 수소 실세스퀴옥산 수지[(HSiO3/2)n]를 지르코늄, 알루미늄 또는 티타늄 알콕사이드와 접촉시켜, 전자장치의 불규칙 표면을 평탄화 시킨 피막으로서 유용한 세라믹 또는 세라믹형 물질로 온에서 전환시킬 수 있는 신규한 예비세라믹 중합체를 제조할 수 있는 발명에 관한 것이다. 본 발명에서, "알콜사이드"는 금속에 결합되고 가수 분해될 수 있으며 후술되는 세라믹화조건하에서 열분해되어 금속산화물을 생성할 수 있는 알콕시, 아실옥시, 디알콕시, 트리알콕시, 또는 테트라알콕시 유기 그룹을 의미한다. 본 발명에 의해서, SiO2/ZrO2, SiO2/TiO2, SiO2/TiO2/ZrO2및 SiO2/Al2O3와 같은 세라믹 또는 세라믹형 평탄화도료 조성물을 제조한다. 이러한 금속 산화물 세라믹 또는 세라믹형 피막은 집적 회로 또는 전자장치의 불규칙 분호 상태에 기인한 기계적 응력을 최소한하고 또한 열 순환 조건하에서 후속의 다층 피복물의 미세 분열 방지를 돕는다.
본 발명에서 (CH3CH2S)2PtCl2및 Pt(CH3CH(O)CHCH(O)CH3)2와 같은 백금 촉매, 또는 RhCl3(CH3CH2CH2CH2S)3과 같은 로듐 촉매를 사용하면, (HSiO3/2)n수지의 산화 및 경화 특성이 증진된다. 또한, 본 발명의 백금 및/또는 로듐 촉매는 (HSiO3/2)n 수지상의 잔류 SiH 작용기의 환원 또는 제거를 도우며, 또한 SiO2의 생성물 증가시킨다. 또한, 백금 및/또는 로듐 착화합물을 사용한 수소 실세스퀴옥산 수지 평탄화 층의 촉매 작용은 경화시 관찰되는 중량 손실을 상당히 감소시킨다.
본 발명에서, "세라믹형(ceramic∼like)"이란 용어는 잔류탄소 및/또는 수소가 완전히 제거되지는 않았지만 특성상 세라믹과 유사한 열분해된 규소-질소 함유 물질을 의미한다.
본 발명에서 "전자장치"라는 용어는 전자장치, 규소계장치, 비소화갈륨 장치, 촛점 면 배열, 광-전자 장치, 광전지 및 광학 장치를 포함한 장치를 의미하나, 이로 제한되지는 않는다.
예비세라믹 수소 실세스퀴옥산 수지물질은 프리에(Frye)등의 미합중국 특허 제3,615,272호(허여일 : 1971. 10. 26)의 방법에 의해 제조할 수 있다.
본 발명은 또한 이러한 세라믹을 다층 전자 장치 및 기타 직접 회로에 대한 피막으로서 사용할 수 있는 발명에 관한 것이다. 본 발명의 피막은 유전층, 트랜지스터형 장치 제조용으로 도핑된 유전층, 축전기 및 축전기형 장치 제조용 규소 함유 안료 적재 결합제 시스템, 다층장치, 3-D장치, 절연체상 규소(SOI)장치, 조격자 장치 등과 같은, 기판의 보호에 관계된 것이 아닌 기능적 목적에 유용하다.
본 발명의 목적은 탄소를 함유하지 않은 전구체 물질로부터 세라믹 또는 세라믹형 평탄화 피막을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 이는 전자 장치상에 부착되고 세라믹화된, 백금 및/또는 로듐 촉매 작용시킨 수소 실세스퀴옥산 수지[(HSiO3/2)n] 용액을 사용하여 본 발명의 방법에 따라 달성된다.
본 발명은 또한 이러한 촉매 작용시킨 이산화규소(SiO2-함유)세라믹 또는 세라믹형 피막을, 전자장치 및 기타 집적회로를 보호하기 위해 다양한 규소, 탄소 및/또는 질소 함유 물질로 도포시킬 수 있는 발명에 관한 것이다.
본 발명은 또한 세라믹 또는 세라믹형 도료가 도포된 전자 장치에 대한 규소-질소 함유 부동화 피막 및 규소 함유 최상부 피막을 형성함으로써, CVD, 플라즈마 강화 CVD 또는 금속 촉매화 CVD 기술에 의해 최상부 피막을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 단층 피막은, 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄 알콕사이드, 티타늄 알콕사이드, 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석시키고, 희석된 예비세라믹 혼합물 용액을 백금촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매화하고, 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합물 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 촉매 작용시킨 예비세라믹 도료를 기판상에 부착시키고, 피복된 기판을 가열함으로써 예비세라믹 피막을 이산화규소 및 금속 산화물로 세라믹화하여 기판상에 단층 세라믹 또는 세라믹형 피막을 생성시키는 방법에 의해 평탄화 도료로 기판을 도포시켜 제조한다.
본 발명에 의해 형성된 피막은 전자장치를 포함하지만 이로 제한되지는 않는 다수의 기판에 대해 강한 접착성을 나타내며, 내마모성 및 내습성이 있다. 본 발명에 의해 피복시킬기판 및 장치의 선택은 분해 용기의 대기중에 낮은 분해 온도에서 기판의 열안정성 및 화학적 안정성에 대한 필요에 의해서만 제한된다.
또한, 본 발명은 (A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄 알콕사이드, 티타륨 알콕사이드 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석시키고, 희석된 예비세라믹 혼합물 용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매화시키고, 전자 장치를 상기한 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합물 용액으로 도포시키고, 용매를 증발시키기 위해 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합물 용액을 건조시킴으로써 균질한 촉매 작용시킨 예비세라믹 도료를 전자장치상에 부착시키고, 피복된 장치를 가열함으로써 예비세라믹 피막을 이산화규소 및 금속 산화물로 세라믹화 하여 세라믹 또는 세라믹형 피막을 생성 시킴으로써 평탄화 도료로 전자장치를 도포시키고, (B) 200 내지 1000℃의 온도에서 세라믹 도포된 장치하에 증기상의 실란, 할로실란, 할로디실란 또는 이의 혼합물을 반응실에서 분해시킴으로써 전자장치상의 세라믹 또는 세라믹형 피막에 규소 함유 도료를 도포함을 특징으로 하여, 세라믹 또는 세라믹형 다층 피막을 형성하는 방법에 관한 것이며, 이로써 세라믹 다층 피막이 상부에 형성된 전자장치를 수득한다. 전자장치를 예비세라믹 용매 용액으로 도포시키는 방법은, 유동피복, 스핀피복, 분무 또는 침지 피복법일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명은 (A) 테트라 n-프로폭시 지르코늄과 접촉시킨 수소 실세스퀴옥산 예비세라믹 혼합물을 용액 중에서 저고체로 희석시키고, 희석된 예비세라믹 혼합물 용액을 백금촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매화하고, 전자장치를 상기 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합물 용액으로 도포시키고, 용매를 증발시키기 위해 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합물 용액을 건조시킴으로써 촉매 작용시킨 예비세라믹 도료를 전자장치상에 부착시키고, 피복된 장치를 가열함으로써 예비세라믹 피막을 이산화규소 및 이산화지르코늄으로 세라믹화하여 세라믹 또는 세라믹형 피막을 제조하는 방법에 의해 전자장치를 도료로 도포시키고, (B) 200 내지 400℃에서 피복된 장치하에 증기상의 실란, 할로실란, 할로 디실란 또는 할로실란들의 혼합물을 반응실에서 분해시킴으로써 전자장치상의 세라믹 또는 세라믹형 피막에 규소 함유 도료를 도포함을 특징으로 하여, 다층 세라믹 또는 세라믹형 보호 피막을 제조하는 방법에 관한 것이며, 이로써 다층 세라믹 또는 세라믹형 보호 피막이 상부에 형성된 전자장치를 수득한다.
본 발명은 또한 (A) 테트라이소부톡시 티타늄과 접촉시킨 수소 실세스퀴옥산 예비세라믹 종합체 수지 혼합물을 용매 중에서 저 고체로 희석시키고, 희석된 예비세라믹 혼합물 용액을 백금촉매 및 로듐촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매화하고, 전자장치를 상기 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합물 용액으로 도포시키고, 용매를 증발시키기 위해 촉매작용시킨 희석 예비세라믹 혼합물 용액을 건조시킴으로써 촉매 작용시킨 예비세라믹 도료를 전자장치상에 부착시키고, 피복된 장치를 가열함으로써 예비 세라믹 피막을 이산화규소 및 이산화 티타늄으로 세라믹화하여 세라믹 또는 세라믹형 피막을 제조하는 방법에 의해 전자장치를 도료로 도포시키고, (B) 200 내지 400℃에서 피복된 장치하에 증기상의 실란, 할로실란, 할로 디실란 또는 할로실란들의 혼합물을 반응실에서 분해시킴으로써 피복된 장치에 규소함유 도포를 도포함을 특징으로 하여, 다층 세라믹 또는 세라믹형 피막을 제조하는 방법에 관한 것이며, 이로써 세라믹 또는 세라믹형 다층 피막을 상부에 형성시키는 전자장치를 수득한다.
본 발명은 또한 (A) 알루미늄 알콕사이드와 접촉시킨 수소 실세스퀴옥산 예비세라믹 종합체 수지 혼합물을 용매 중에서 저 고체로 희석시키고, 희석된 예비세라믹 혼합물 용액을 백금촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속촉매로 촉매화하고, 전자장치를 상기 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합물 용액으로 도포시키고, 용매를 증발시키기 위해 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합물 용액을 건조시킴으로써 예비세라믹 도료를 전자장치상에 부착시키고, 피복된 장치를 가열함으로써 예비 세라믹 피막을 이산화 규소 및 산화 알루미늄으로 세라믹화하여 세라믹 또는 세라믹형 피막을 제조하는 방법에 의해 전자장치를 도료로 도포시키고, (B) 200 내지 400℃에서 피복된 장치하에 증기상의 실란, 할로실란, 할로 디실란 또는 할로실란들의 혼합물을 반응실에서 분해시킴으로써 전자장치상의 세라믹 또는 세라믹형 피막에 규소 함유 도료를 적용함을 특징으로 하여, 세라믹 또는 세라믹형 다층 피막을 제조하는 방법에 관한 것이며, 이로써 세라믹 또는 세라믹형 다층 보호 피막이 상부에 형성된 전자장치를 수득한다.
본 발명은 또한 (A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄 알콕사이드, 티타늄 알콕사이드 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 근속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석시키고, 희석된 예비세라믹 혼합물 용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매화하고, 전자장치를 상기 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합물 용액으로 도포시키고, 용매를 증발시키기 위해 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합물 용액을 건조시킴으로써 촉매 작용시킨 예비세라믹 도료를 전자장치상에 부착시키고, 피복된 장치를 가열함으로써 예비 세라믹 피막을 이산화규소 및 금속 산화물로 세라믹화하여 세라믹 또는 세라믹형 피막을 제조하는 방법에 의해 전자장치를 도료로 도포시키고, (B) 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체를 용매 중에서 저 고체로 희석시키고, 세라믹 피막이 도포된 장치를 희석된 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체 용액으로 도포시키고, 용매를 증발시키기 위해 희석된 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체 용액을 건조 시킴으로써 예비세라믹 규소-질소 함유 도료를 피복된 전자장치상에 부착시키고, 불활성 또는 암모니아 함유 대기하에서 피복된 장치를 가열하여 세라믹 또는 세라믹형 규소-질소 함유 피막을 형성시키는 방법에 의해 피복된 장치에 규소-질소 함유 물질을 포함하는 부동화 도료를 도포하며, (C) 200 내지 900℃ 온도에서 피복된 장치하에 증기상의 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물을 반응용기에서 분해시킴으로써 피복된 장치에 규소 함유 도료를 도포함을 특징으로 하여, 다층 세라믹 또는 세라믹형 피막을 제조하는 방법에 관한 것이며, 이로써 다층 세라믹 또는 세라믹형 피막이 상부에 형성된 전자장치를 수득한다.
본 발명이 다층 피복물에서 이용되는 평탄화 및 부동화 피막의 세라믹화는 200 내지 1000℃, 바람직하게는 200 내지 400℃의 온도에서 수행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 프리에 등의 미합중국 특허 제3,615,272호의 방법에 의해 제조할 수 있는 수소 실세스퀴옥산수지[(HSiO3/2)n]를 함유하는 예비세라믹 중합체를, 예를 들어, 테트라 n-프로폭시 지르코늄[Zr(OCH2CH2CH3)4] 또는 테트라이소 부톡시 티타늄[Ti(OCH3CH(CH3)2)4]을 혼입한 후, 톨루엔, 메틸 에틸 케톤, 또는 n-헵탄 등의 용매 중에서 저 고체(예 0.1 내지 10중량%)로 희석시킨다. 용액에 백금 또는 로듐 촉매를, 예를들어, 0.01g의 톨루엔중 (CH3CH2S)2PtCl2형태로 60ppm 가한다. 이어서, 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 중합체 용매 용액을 전자장치상에 도포시키고 건조시킴으로써 용매를 증발시킨다. 전자장치상에 희석된 예비세라믹 중합체 용액을 도포시키는 방법은, 제한되는 것은 아니나, 스핀 피복, 침지 피복, 분무 피복, 또는 유동 피복법일 수 있다. 이러한 방법에 의해, 피복된 장치를 200℃에서 대략 20시간 동안, 또는 400℃에서 1시간 동안 가열함으로써 세라믹화되는 균질한 촉매화 예비 세라믹 도료를 부착시킨다. 이는 선행기술에 비해 처리 온도를 상당히 감소시킨다. 따라서 2μ(또는 대략 5000Å)미만의 세라믹 또는 세라믹형 평탄화 피막이 장치상에 형성된다. 이어서, 이와 같이 형성된 평탄화 피막을 본 발명의 부동화 규소-질소 함유 도료로 도포시킬 수 있거나, CVD 또는 PECVD 적용 규소 함유 도료, 규소-탄소 함유 도료, 규소-질소 함유 도료, 규소-탄소-질소 함유 도료, 또는 이러한 도료의 혼합물로 도포시킬 수 있다.
실세스퀴옥산수지를 백금 및/또는 로듐으로 촉매 작용시킨 또 다른 중요한 결과는 승온에 노출될 때 관찰되는 중량손실양이 감소된다는 이점이다. 따라서, 열중량분선(TGA)에서 헬륨 대기하, 그러나, 백금 촉매의 부재하의 증가하는 온도에 노출되는 실세스퀴옥산 수지는 20% 중량 손실을 나타내는 반면, 백금 촉매로 촉매 작용시킨 실세스퀴옥산수지는 단지 14%중량 손실을 나타낸다. 백금 촉매로 인해 중량 손실이 6% 정도 크게 감소한다는 사실은 수지의 가교결합 특성이 향상되어 소결체 수득율이 더 높은 고분자량 중합체가 형성된다는 사실을 나타내는데, 이는 세라믹화의 중요 특성이다.
또한, 공기 중에서 촉매화되지 않은 실세스퀴옥산 수지와 백금 촉매 작용시킨 실세스퀴옥산 수지상에서 수행한 TGA 실험은 촉매화되지 않은 경우 9% 중량 손실을 나타내나 백금 촉매 작용시킨 경우 이보다 6% 중량 증가를 나타낸다. 즉, 촉매화된 샘플은 미반응 물질로서 초기 4% 손실을 나타내나, 약 400 내지 1000℃의 연속 가열시 휘발하며, 산화의 결과로 출발 중량보다 6%중량이 증가된다.
로듐 촉매를 사용하여 수소 실세스퀴옥산 수지의 다른 샘플을 헬륨하에 1000℃로 가열하는 경우, 30% 중량 손실을 나타내나 로듐 촉매 부재하에 동일한 조건하에서는 68%중량 손실이 관찰된다. 로듐으로 촉매 작용시키고 공기 중에서 산화될 때, 수소 실세스퀴옥산 수지는 산소 혼입으로 인하여, 백금 촉매를 사용하여 관찰되는 수득량과 유사한 7% 중량 증가를 나타낸다. 그러나, 로듐 촉매의 부재하에 같은 수지 로트는 공기중에서 1000℃로 가열시 28% 중량 손실을 보인다.
따라서, 백금 촉매 또는 로듐 촉매는 먼저 잔류 SiH잔지의 SiOH로의 산화에 이어서 SiOSi 로의 산화를 촉진한다. 이러한 산화적 중량 증가 현상은 촉매화되지 않은 실세스퀴옥산 수지 샘플에서는 관찰되지 않는다. 분자량이 더 큰 중합체의 후속 세라믹화가 더 큰 세라믹 수득율을 제공할 수 있기 때문에, 본 발명에 의해 취득할 수 있는 더 큰 분자량 및 중량 손실에서의 감소는, 선행 기술에 비해 중요한 진전이다.
수소 실세스퀴옥산 수지의 경화는 공기 중에서의 산화적 경화로 제한되지 않는다. 상기한 내용은 공기의 부재하에 백금 촉매 또는 로듐 촉매를 사용하여 수소 실세스퀴옥산 수지를 경화시키는 본 발명의 유용성을 설명한다. 또한, 수지는 암모니아 함유 대기중에서 백금 또는 로듐 촉매를 사용하여 경화시킬 수 있다.
본 발명에서 작용하는 백금 촉매 및 로듐 촉매로는, 제한되는 것은 아니나, (CH3CH2S)2PtCl2, 백금 아세틸 아세토네이트, 및 미시간 미들랜드 소재의 다우 코닝 코포레이션으로부터 구입가능한 로듐 촉매 RhCl3(CH3CH2CH2CH2S)3가 포함된다. 수소 실세스퀴옥산 수지에 용해시킬 수 있는 백금 또는 로듐 화합물 또는 착화합물은 경화를 촉매하는 작용을 할 것이니 본 특허의 범주내에 있다.
본 발명의 평탄화 도료의 샘플 제형으로는, 제한되는 것은 아니나, 표 1에 기술된 제형이 포함된다.
[표 1]
Figure kpo00001
상기표에서 wt%는 중량%이고; ZrO2는 지르코늄 알콕사이드로부터 생성된 이산화 지르코늄이며; TiO2는 티타늄 알콕사이드로부터 생성된 이산화티타늄이고; Al2O3는 알루미늄 펜탄디오네이트로부터 생성된 산화 알루미늄이다.
표 1은 10중량%의 도료에서 금속 알콕사이드 조성을 나타내며, 금속 산화물의 농도 범위 0.1중량%의 금속 알콕사이드로부터 대략 30중량%까지 변할 수 있다. 수소 실세스퀴옥산수지대 금속 알콕사이드(따라서 생성되는 금속 산화물)의 비율을 변환시킴으로서 바람직한 열팽창 계수(CTE)를 갖는 특정 제형을 고안할 수 있다. 전자장치를 도포시키는데 있어서 피복된 장치가 온도 변화에 노출될 때 미세분열의 형성을 최소화하기 위해 도료의 CTE는 충분한 정도로 열팽창되는 것이 바람직하다. 표 2는 전자 장치를 도포시키는데 사용하는 여러 가지 통상적인 세라믹 물질들에 대한 CTE 값 및 본 발명의 세라믹 평탄화 도료의 CTE 값을 제시한다.
[표 2]
Figure kpo00002
상기의 참조 데이터는 문헌["Ceramic Source", American Chemical Society, Vol. 1, 1985, p.350-1]을 참조하였으며 본 발명의 조성물에 대한 CTE 값은 계산하였다.
본 발명에서 알루미늄, 지크코늄, 및 티타늄이 작용하는 화학적 화합물은 상기한 산화물 또는 이산화물 형태에 제한되는 것은 아니나 특정 및 모든 형태와 수소 실세스퀴옥산 수지와 혼합되고 세라믹화되어 본 발명의 혼합 산화물 평탄화 피막시스템을 생성할 수 있는 금속 혼합물을 포함한다.
본 발명에서 복합 피막의 제2층인 부동화 규소-질소 함유층은 이온 불순물에 대해 내성을 제공한다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 여비세라믹 규소-질소 함유 중합체는, 제한되는 것을 아니나, 실라잔, 디실라잔, 폴리실라잔, 사이클릭 실라잔 및 기타 규소-질소 함유 물질을 포함하며 당해 분야에서 잘 알려져 있다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체는 승온에서 세라믹 또는 세라믹형 물질로 전환될 수 있어야 한다. 예비세라믹 실라잔 중합체 및/또는 기타 규소 함유 및 질소 함유 물질의 혼합물도 또한 본 발명에서 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 예비세라믹 실라잔 중합체 또는 폴리실라잔의 예로는 문헌에 기술된 폴리실라잔이 포함된다[참조 : 가을의 미합중국 특허 제4,312,970호(허여일 : 1982. 1. 26); 제4,430,619호(허여일 : 1982. 7. 20); 제4,395,460호(허여일 : 1983. 7. 26); 및 제4,404,153호(허여일 : 1983. 9. 13)]. 또한, 적합한 폴리실라잔으로는 할루스카(Haluska)의 미합중국 특허 제4,482,689호(허여일 : 1984. 11. 13), 세이퍼쓰(Seyferth)등의 제4,397,828호(Seyferth et al., 허여일 : 1983. 8. 9) 및 제4,482,669호(허여일 : 1984. 11. 13)에 기술된 폴리실라잔이 포함된다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 기타 폴리실라잔은 캐내디의 미합중국 특허 제4,540,803호(허여일 : 1985. 9. 10); 제4,535,007호(허여일 : 1985. 8. 13); 제4,543,344호(허여일 : 1985. 9. 24); 및 베니(Baney)등의 미합중국 특허원 제652,939호(1984. 9. 2)에 기술되어 있다. 또한, H2SiX2(여기서, X는 할로겐 원자 및 NH이다)의 반응에 의해 제조된 디하이드리드 실라잔 중합체가 본 발명에서 사용하기에 적합하다. 이러한(HSiNH)n 중합체는 당해분야에 공지되어 있지만, 전자장치의 보호용으로 사용되고 있지는 않다[참조 : 세이퍼스의 미합중국 특허 제4,397,828호(허여일 : 1983. 8. 9)].
본 발명의 범주내에서 유용한 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체 물질로서는 사이클릭 실라잔과 할로겐화 디실란으로부터 유도된 신규 예비세라믹 중합체, 및 사이클릭 실라잔과 할로실란으로부터 유도된 신규 예비세라믹 중합체가 또한 포함된다. 이러한 물질은 각각 로렌 에이 할루스카(Lorren A. Haluska)의 이름으로 출원된 특허원 제926,145호(명칭 : 사이클릭 실라잔과 할로겐화 디실란으로부터 유도된 신규 예비세라믹 중합체 및 이의 제조방법) 및 제926,607호(명칭 : 사이클릭 실라잔과 할로실란으로부터 유도된 신규 예비세라믹 중합체 및 이의 제조방법)에 기재되어 있고 특허청구되어 있다. 사이클릭 실라잔 및 할로실란 및/또는 할로겐화 디실란으로부터 유도된 상기의 신규 예비세라믹 규소 질소 함유 중합체는 또한 예비세라믹 중합체의 세라믹화에 필요한 온도에 견딜 수 있는 특정 기판의 보호용으로 유용하다. 또한, 기타 규소 함유 및 질소 함유 물질이 본 발명에 사용하기에 적합할 수 있다.
규소-질소 함유 예비세라믹 중합체를 세라믹화하거나 부분적으로 세라믹화하는데 바람직한 온도 범위는 200 내지 400℃이다. 규소-질소 함유 예비세라믹 중합체를 세라믹화하는데 더욱 바람직한 온도 범위는 300 내지 400℃이다. 그러나, 규소-질소 함유 피복물의 세라믹화 또는 부분적 세라믹화를 위해 열을 작용하는 방법은 통상적인 열적 방법에 제한되지 않는다. 본 발명에서 평탄화 및 부동화 피막으로서 유용한 규소-질소 함유 중합체 피막은 또한, 예를 들어, 레이저빔에 노출시키는 것과 같이 기타 조사 방법에 의해 경화시킬 수 있다. 그러나, 본 발명을 400℃미만의 세라믹화 온도로 제한되지 않는다. 1000℃이하의 온도를 이용하는 세라믹화 기술은 당해 분양의 숙련가에게는 자명할 것이며, 그러한 온도에서 견딜 수 있는 기판이 본 발명에서 유용하다.
본 발명에서 "경화"라는 용어는 고형 중합체 세라믹 또는 세라믹형 피막을 형성시킬 수 있는 정도로 가열시킴으로써 이루어지는 출발물질의 공반용 및 세라믹화 또는 부분적 세라믹화를 의미한다.
다른 방법으로, 본 발명의 3층 피막에서, 제2층인 부동화 피막은 규소-질소 함유 물질, 규소-탄소-질소 함유 물질 및 규소-탄소 함유 물질 중에서 선택할 수 있다. 규소-질소 함유 물질은 실란, 할로실란, 할로폴리실란, 또는 할로디실란 및 암모니아를 반응시켜 생성된 반응 생성물이 CVD 또는 플라즈마 강화 CVD에 의해 부착된다. 규소-탄소 함유 물질은 실란, 할로실란, 할로폴리실란, 또는 할로디실란 및 C1-C6의 알칼, 또는 알킬실란을 반응시켜 생성된 반응 생성물의 CVD 또는 플라즈마 강화 CVD에 의해 부착된다. 규소-탄소-질소 함유 물질은 헥사메틸디실라잔의 CVD 또는 PECVD에 의해서나 실란, 알킬 실란, C1-C6의 알칸, 및 암모니아의 혼합물의 CVD 또는 PECVD에 의해 부착된다.
본 발명의 다층 피막의 제2층인 부동화 층은 (ⅰ) 규소-질소 함유 도료, (ⅱ) 규소-탄소 함유 도료, 및 (ⅲ) 규소-탄소-질소 함유 도료 중에서 선택된 부동화 세라믹 또는 세라믹형 도료를 평탄화 피막에 적용함으로써 제조할 수 있으며 여기서 규소-질소 함유 도료는 (a) 암모니아의 존재하에 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리 실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착, (b) 암모니아의 존재하에 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플라즈마 강화 화학적 증착, (c) 규소-질소 함유 예비세라믹 중합체의 세라믹화 중에서 선택된 방법에 의해 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 전자 장치상에 도포되며; 규소-탄소-질소 함유 도료는 (1) 헥사메틸 디실라잔의 화학적 증착, (2) 헥사메틸디실라잔의 플라즈마 강화 화학적 증착, (3) C1-C6의 알칸 또는 알킬실란 및 또한 암모니아의 존재하에 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착, 및 (4) C1-C6의 알칸 또는 알킬실란 및 또한 암모니아의 존재하에 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플라즈마 강화 화학적 증착 중에서 선택된 방법에 의해 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 전자 장치상에 도포되며; 규소-탄소 함유도료는 (ⅰ) C1-C6의 알칸, 또는 알킬실란의 존재하에 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착 및 (ⅱ) C1-C6의 알칸, 또는 알킬실란의 존재하에 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플라즈마 강화 화학적 증착 중에서 선택된 방법에 의해 부착시켜, 부동화 세라믹 또는 세라믹형 피막을 제조한다.
예비세라믹 실라잔 또는 다른 규소-질소 함유 중합체 용매 용액을 HSiO3/2/Zr(OCH2CH2CH3)4수지 또는 HSiO3/2/Zr(OCH2CH2CH3)4/Ti(OCH2CH2CH2CH3)4수지등의 세라믹화된 HSiO3/2/금속 알콕사이드 도료로 미리 도포시킨 전자 장치상에 도포(상기한 방법에 의해)시킨후, 건조시켜 용매를 증발시킨다. 이러한 방법에 의해, 아르곤하에 400℃이하의 온도에서 대략 1시간 동안 피복된 장치를 가열함으로써 세라믹화된 예비세라믹 중합체 도료를 부착시킨다. 따라서, 2μ(또는 대략 5000Å)미만의 얇은 세라믹 부동화 피막이 장치상에 형성된다.
본 발명의 다층 피복물의 제3층은 부동화 세라믹 또는 세라믹형 피막에 (ⅰ) 규소 도료 (ⅱ) 규소-탄소 함유 도료, (ⅲ) 규소-질소 함유 도료, 및 (ⅳ) 규소-탄소-질소 함유 도료중에서 선택된 규소 함유 도료를 도포하여 제조할 수 있으며, 여기서, 규소 도료는 (a) 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착, (b) 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플라즈마 강화 화학적 증착, 또는 (c) 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 금속 보조 화학적 증착 중에서 선택된 방법에 의해 부동화 피막에 도포되며; 규소-탄소 함유 도료는 (1) C1-C6의 알칸, 또는 알킬실란의 존재하에 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착, (2) C1-C6의 알칸, 또는 알킬실란의 존재하에 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플라즈마 강화 화학적 증착 중에서 선택된 방법에 의해 도포되며; 규소-질소 함유 도료는 (A) 암모니아의 존재하에 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착, (B) 암모니아의 존재하에 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플리즈마 강화 화학적 증착, (C) 규소-질소 함유 예비세라믹 중합체의 세라믹화중에서 선택된 방법에 의해 부착시키고; 규소-탄소-질소 함유 도료는 (ⅰ) 헥사메틸 디실라잔의 화학적 증착, (ⅱ) 헥사메틸디실라잔의 플라즈마 강화 화학적 증착, (ⅲ) C1-C6의 알칸, 또는 알킬실란 및 또한 암모니아의 존재하에 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플리즈마 강화 화학적 증착, 및 (ⅳ) C1-C6의 알칸, 또는 알킬실란 및 또한 암모니아의 존재하에 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플리즈마 강화 화학적 증착중에서 선택된 방법에 의해 부착시켜 전자 장치상에서 규소 함유 피막을 형성시킨다. 본 발명의 규소 함유 보호, 제3층, 또는 복합 피막의 최상부 피막은 수다르사난 바라프라드(Sudarsanan Varaprath)에 의해 1986년 2월 2일 출원된 미합중국 특허원 제835,029호(명칭 : 규소 함유 피막 및 이의 제조방법)에 청구된 금속 보조 CVD 방법 또는 통상적인 비금속-보조 CVD 방법 또는 플라스마 강화 CVD법에 의해 비교적 낮은 반응온도에서 수득될 수 있다. 통상적인 CVD법의 고온조건은 보통 피복될 수 있는 기판 재료의 형태를 제한한다.
따라서, 손상없이 400℃를 초과하여 가열할 수 없는 전자장치는 통상적인 CVD 법에 의해 피복시킬 수 없다.
본 발명에 의해 피복시킬 기판 및 장치의 선택은 분해용기의 대기하에서 낮은 분해 온도에서 기판의 열적 안정성 및 화학적 안정성에 대한 요구에 의해서만 제한된다.
본 발명에 의해 생성되는 피막은 결함 밀도가 낮으며 보호 피막으로서, 내부식성 및 내마모성 피막으로서, 내온성 및 내습성 피막으로서, 유전층으로서, 및 Na+및 Cl-등의 이온성 불순물에 대한 확산 차단물로서 전자 장치상에 유용하다. 또한 본 발명의 SiO2/금속 산화물 및 규소-질소 함유 세라믹 또는 세라믹형 피막은 전자 장치의 본체내 및 금속화 층 사이의 내부레벨 유전체로서 유용하여 스핀-온 글래스(Spin-on glass)필름과 대체할 수 있다.
본 발명의 피막은 주위 환경으로부터 전자장치의 보호 이외에 기능적 목적에 유용하다. 또한, 본 발명의 피막은 유전층, 트랜지스터형 장치를 제조하기 위한 도핑된 유전층, 축전가 및 축전기형 장치를 제조하기 위한 규소를 함유하는 안료적재 결합제 시스템, 다층 장치, 3-D 장치, 규소-온-절연체(SOI)장치, 및 초격자 장치로서 유용하다.
[실시예 1]
프리에 등의 방법(상기 참조)에 의해 생성된 수소 실세스 퀴옥산 수지[(HSiO3/2)n]를 함유하는 예비세라믹 중합체를 n-헵탄 중에서 희석시키고 9:1몰비로 테트라 n-프로폭시 지르코늄 [Zr(OCH2CH2CH3)4]과 혼합하여 최종 고체 농도가 0.1중량% 되게 한다. (CH3CH2S)PtCl260ppm을 용해시킨 톨루엔 0.01g을 가하여 용매 용액을 촉매 작용시킨다. 촉매 작용시킨 예비 세라믹 중합체 용매 용액을 실온에서 24시간 동안 유지시킨다. 이어서 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 중합체 용매 용액을 CMOS 전자 장치상에 유동피복시키고 건조시켜 용매를 증발되게 한다. 이러한 방법에 의해, 피복된 장치를 200℃의 2in린드버그로에서 대략 20시간동안 가열함으로써 세라믹화된 예비세라믹 중합체 도료를 부착시킨다. 또한 추가의 피막을 400℃에서 1시간 동안 세라믹화 한다. 따라서, 2μ(또는 대략 4000Å)미만의 얇은 세라믹 평탄화 피막이 장치상에 형성된다.
[실시예 2]
수소 실세스퀴옥산수지[(HSiO3/2)n]90% 및 테트라 이소부톡시 티타늄[Ti(OCH3CH(CH3)2)4] 10%을 함유하는 예비세라믹 중합체 혼합물을 n-헵탄 중에서 1중량% 농도로 제조한다. 다우 코닝 코포레이션으로부터 DC2-7039로서 시판중인 로듐 촉매[RhCl3(CH3CH2CH2CH2S)3]의 n-헵탄 중 0.5% 용액 0.01g을 가하여 예비세라믹 용액을 촉매 작용시킨다. 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 중합체 용액을 실온에서 24시간 동안 방치시킨다. 이어서 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 중합체 용매 용액을 전자장치상에 유동피복시키고 건조시켜 용매가 증발되게 한다. 이러한 방법에 의해, 200℃에서 대략 20시간 동안, 또는 400℃에서 1시간 동안 피복된 장치를 가열함으로써 세라믹화되는 촉매화 예비 세라믹 중합체 도료를 부착시킨다. 따라서, 2μ(또는 대략 4000Å)미만의 얇은 세라믹 평탄화 피막이 장치상에 형성된다.
[실시예 3]
수소 실세스퀴옥산수지[(HSiO3/2)n]80%, 테트라이소부톡시 티타늄[Ti(OCH3CH(CH3)2)4] 10% 및 테트라 n-프로폭시지르콘늄[Zr(OCH2CH2CH3)4]10%를 함유하는 예비세라믹 중합체 혼합물을 메틸 케톤중의 1.0중량%의 저 고체로 제조한다. 예비세라믹 중합체 용매 용액을 상기한 실시예 1의 방법에 의해 촉매 작용시키고 실온에서 24시간동안 방치한다. 이어서 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 중합체 용매 용액을 전자장치상에 유동피복시키고 건조시켜 용매가 증발되게 한다. 이러한 방법에 의해, 200℃에서 대략 20시간 동안, 또는 400℃에서 1시간 동안 가열함으로써 세라믹화되는 촉매 작용시킨 예비 세라믹 중합체 도료를 부착시킨다. 따라서, 2μ(또는 대략 4000Å)미만의 얇은 세라믹 평탄화 피막이 장치상에 형성된다.
[실시예 4]
수소 실세스퀴옥산수지[(HSiO3/2)n]70% 및 테트라 이소부톡시 티타늄[Ti(OCH3CH(CH3)2)4] 10%, 테트라 n-프로폭시 지르콘늄[Zr(OCH2CH2CH3)4]10% 및 알루미늄 펜탄디오네이트[Al(CH3COCH2COCH3)3]10%를 함유하는 예비세라믹 중합체 혼합물을 메틸 에틸 케톤 중에서 1.0중량%의 저 고체로 제조한다. 예비세라믹 중합체 용매 용액을 상기한 실시예 2의 방법에 의해 촉매 작용시키고 실온에서 24시간동안 방치한다. 이어서 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 중합체 용매 용액을 전자장치상에 유동피복시키고 건조시켜 용매가 증발되게 한다. 이러한 방법에 의해, 200℃에서 대략 20시간 동안, 또는 400℃에서 1시간 동안 가열함으로써 세라믹화되는 촉매 작용시킨 예비 세라믹 도료를 부착시킨다. 따라서, 2μ(또는 대략 4000Å)미만의 얇은 세라믹 평탄화 피막이 장치상에 형성된다.
[실시예 5]
미합중국 특허 제4,540,803호의 실시예 1의 캐내디의 방법에 의해 제조한 예비세라믹 실라잔 중합체를 톨루엔중의 1.0중량%까지 희석시킨다. 이어서 희석된 예비세라믹 실라잔 중합체 용매 용액을 실시예 1 내지 4의 피복된 전자 장치상에 유동피복시키고 공기 부재하에 건조시켜 용매가 증발되게 한다. 이러한 방법에 의해서, 아르곤하에 400℃에서 대략 1시간 동안 피복된 장치를 가열함으로써 세라믹화되는 예비세라믹 중합체 부동화 도료를 침착시킨다. 따라서, 2μ(또는 대략 3000Å)미만의 얇은 규소-질소 함유 세라믹 평탄화 피막이 장치상에 형성된다.
[실시예 6]
실시예 5의 방법을 사용하여, 미합중국 특허 제4,482,689호의 실시예 13의 할루스카의 방법에 의해 제조한 약 5%티타늄을 함유하는 예비세라믹 실리잔 중합체를 SiO2/금속산화물 피복된 전자 장치상에 유동 피복시키고 건조시켜 용매가 증발되게 한다. 이러한 방법에 의해서 아르곤하에 400℃ 이하의 온도에서 대략 1시간 동안 피복된 장치를 가열함으로써 세라믹화되는 예비세라믹 중합체 부동화 도료를 부착시킨다. 따라서, 2μ(또는 대략 3000Å)미만의 얇은 규소-질소 함유 세라믹 또는 세라믹형 부동화 피막이 장치상에 형성된다.
[실시예 7]
실시예 5의 방법을 사용하여, 미합중국 특허 제4,395,460호의 실시예 1의 가울의 방법에 의해 제조한 예비세라믹 실라잔 중합체를 SiO2/금속산화물 피복된 전자 장치상에 피복시키고 건조시켜 용매가 증발되게 한다. 이러한 방법에 의해서 아르곤하에 400℃ 이하의 온도에서 대략 1시간 동안 피복된 장치를 가열함으로써 세라믹화되는 예비세라믹 중합체 부동화 도료를 부착시킨다. 따라서, 2μ(또는 대략 3000Å)미만의 얇은 규소-질소 함유 세라믹 또는 세라믹형 부도화 피막이 장치상에 형성된다.
[실시예 8]
미합중국 특허 제4,397,828호의 실시예 1의 세이퍼쓰의 방법에 의해 제조한 디하이드리도실라잔 중합체의 디에틸 에테르중의 1 내지 2중량% 용액을 실시예 1 내지 4의 방법에 의해 피복된 DMOS 장치상에 유동피복시킨다. 피복된 장치를 질소하에 400℃에서 1시간 동안 가열한다. 피복 및 열분해 처리는 CMOS회로 측정기에 의해 측정한 바에 따르면, 장치 기능에 역효과를 주지 않는다. 피복된 장치는 회로 파괴전까지 4.5시간 이상 동안 0.1M NaCl 노출을 견딘다. 비보호된 CMOS 장치는 1분 미만동안 0.1M NaCl 용액에 노출된후 기능이 파괴될 것이다.
[실시예 9]
실시예 1 내지 8의 평탄화 및/또는 부동화 도료로 도포된 전자장치는 후속적으로 다음과 같이 차단 도료로 오버코팅(overcoating)된다 : 500Torr에서 헥사플루오로 디실란을 상기와 같이 미리 피복시킨 CMOS 전자장치와 함께 파이렉스 유리 반응 용기에 넣는다. 대기에의 노출을 방지하는 그러한 방식으로 헥사플루오로디실란을 유리 용기에 옮긴다. 이어서, 반응용기를 진공라인에 연결하여, 내용물을 배기화시키고, 진공하에서 산소가스등(gas-oxygen torch)으로 용기를 철저히 가열한다. 용기를 천연 산소가스등으로 밀봉하고 대략 360℃의 온도에서 30분동안 오븐에서 가열한다. 이 시간 동안, 헥사플루오로디실란 출발물질은 분해되고 미리 피복된 전자 장치상에 규소 함유 최상부 피막이 형성된다. 반응 부산물인 다양한 할로실란의 혼합물과 미반응 출발물질은 용기를 진공라인에 재연결한후 배기시켜 제거한다. 이어서, 분해된 헥사플루오로디실란 출발물질이 규소 함유 최상부 피막으로 부착된 세라믹 도포된 전자장치를 제거한다.
[실시예 10]
실시예 9에 기술한 방법을 사용하여 디클로로디실란을 세라믹 또는 세라믹형 규소-질소 함유 피막이 형성된 전자장치의 존재하에서 열분해시킨다. 이로써 무정형 규소 함유 최상부 피막이 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 전자장치상에 부착된다. 피복된 전자장치를 시험하고 모든 전자회로를 작동시킨다.

Claims (22)

  1. (Ⅰ)(A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄, 알콕사이드 티타늄 알콕사이드 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석하고, 이러한 희석된 수소 실세스퀴옥산 수지 용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매작용시키고, 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 전자장치에 도포시킴으로써 전자장치를 평탄화 도료로 도포시키고; (B) 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 전자 장치상에 촉매 작용시킨 예비세라믹 도료를 부착시키고; (C) 이와 같이 피복된 전자 장치를 150 내지 1000℃로 가열함으로써, 촉매 작용시킨 예비세라믹 피막을 이산화규소 및 금속 산화물로 세라믹화하여 세라믹 또는 세라믹형 평탄화 피막을 형성시키는 단계; (Ⅱ) 상기 단계(Ⅰ)에서 형성된 세라믹 또는 세라믹형 평탄화 피막에 (ⅰ) 규소-질소 함유도료, (ⅱ) 규소-탄소 함유도료 및 (ⅲ) 규소-탄소-질소 함유도료 중에서 선택된 부동화 도료(passivating coating)를 도포시키는데, 이때 규소-질소 함유 도료는 (a) 암모니아의 존재하에서의 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리 실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착, (b) 암모니아의 존재하에서의 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플라즈마 강화 화학적 증착, (c) 규소-질소 함유 예비세라믹 중합체의 세라믹화로 이루어진 공정중에서 선택된 방법에 의해 전자장치의 평탄화 피막상에 도포시키며; 규소-탄소-질소 함유 도료는 (1) 헥사메틸 디실라잔의 화학적 증착, (2) 헥사메틸디실라잔의 플라즈마 강화 화학적 증착, (3) C1-C6의 알칸 또는 알킬실란 및 또한 암모니아의 존재하에서의 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착, 및 (4) C1-C6의 알칸 또는 알킬실란 및 또한 암모니아의 존재하에서의 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플라즈마 강화 화학적 증착으로 이루어진 공정 중에서 선택된 방법에 의해 전자 장치의 평탄화 피막상에 도포시키며, 규소-탄소 함유도료는 (ⅰ) C1-C6의 알칸, 또는 알킬실란의 존재하에서의 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착 및 (ⅱ) C1-C6의 알칸, 또는 알킬실란의 존재하에서의 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플라즈마 강화 화학적 증착으로 이루어진 공정 중에서 선택된 방법에 부착시켜, 부동화 세라믹 또는 세라믹형 피막을 형성시키는 단계; 및(Ⅲ) 이러한 부동화 세라믹 또는 세라믹형 피막에 (ⅰ) 규소 도료 (ⅱ) 규소-탄소 함유 도료, (ⅲ) 규소-질소 함유 도료, 및 (ⅳ) 규소-탄소-질소 함유 도료 중에서 선택된 규소 함유 도료를 도포시키는데, 이때 규소 도료는 (a) 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착, (b) 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플라즈마 강화 화학적 증착, 또는 (c) 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 금속 보조 화학적 증착으로 이루어진 공정 중에서 선택된 방법에 의해 부동화 피막상에 도포시키며; 규소-탄소 함유도료는 (1) C1-C6의 알칸, 또는 알킬실란의 존재하에서의 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착, (2) C1-C6의 알칸, 또는 알킬실란의 존재하에서의 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플라즈마 강화 화학적 증착으로 이루어진 공정중에서 선택된 방법에 의해 도포시키며; 규소-질소 함유 도료는 (A) 암모니아의 존재하에서의 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착, (B) 암모니아의 존재하에서의 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플리즈마 강화 화학적 증착, (C) 규소-질소 함유 예비세라믹 중합체의 세라믹화로 이루어진 공정중에서 선택된 방법에 의해 부착시키며; 규소-탄소-질소 함유 도료는 (ⅰ) 헥사메틸 디실라잔의 화학적 증착, (ⅱ) 헥사메틸디실라잔의 플라즈마 강화 화학적 증착, (ⅲ) C1-C6의 알칸, 또는 알킬실란 및 또한 암모니아의 존재하에서의 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착, 및 (ⅳ) C1-C6의 알칸, 또는 알킬실란 및 또한 암모니아의 존재하에서의 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플리즈마 강화 화학적 증착으로 이루어진 공정중에서 선택된 방법에 의해 부착시켜, 규소 함유 피막을 형성시키는 단계를 포함하여, 전자장치상에 세라믹 또는 세라믹형 다층 피막을 형성시키는 방법.
  2. (Ⅰ)(A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄, 알콕사이드 티타늄 알콕사이드 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석하고, 희석된 수소 실세스퀴옥산 수지 용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매작용시키고, 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 전자장치에 도포시킴으로써 전자장치를 평탄화 도료로 도포시키고; (B) 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 전자 장치상에 촉매 작용시킨 예비세라믹 도료를 부착시키고; (C) 이와 같이 피복된 전자 장치를 150 내지 1000℃로 가열함으로써, 촉매 작용시킨 예비세라믹 피막을 이산화규소로 세라믹화하여 세라믹 또는 세라믹형 평탄화 피막을 형성시키는 단계; (Ⅱ) 상기 단계(Ⅰ)에서 형성된 세라믹 또는 세라믹형 평탄화 피막에 (ⅰ) 규소-질소 함유도료, (ⅱ) 규소-탄소 함유도료 및 (ⅲ) 규소-탄소-질소 함유도료 중에서 선택된 부동화 도료를 도포시키는데, 이때 규소-질소 함유 도료는 (a) 암모니아의 존재하에 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리 실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착, (b) 암모니아의 존재하에서의 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플라즈마 강화 화학적 증착, (c) 규소-질소 함유 예비세라믹 중합체의 세라믹화로 이루어진 공정중에서 선택된 방법에 의해 전자장치의 평탄화 피막상에 도포시키며; 규소-탄소-질소 함유 도료는 (1) 헥사메틸 디실라잔의 화학적 증착, (2) 헥사메틸디실라잔의 플라즈마 강화 화학적 증착, (3) C1-C6의 알칸 또는 알킬실란 및 또한 암모니아의 존재하에 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착, 및 (4) C1-C6의 알칸 또는 알킬실란 및 또한 암모니아의 존재하에 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플라즈마 강화 화학적 증착으로 이루어진 공정 중에서 선택된 방법에 의해 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 전자 장치상에 도포시키며, 규소-탄소 함유도료는 (ⅰ) C1-C6의 알칸, 또는 알킬실란의 존재하에서의 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 화학적 증착 및 (ⅱ) C1-C6의 알칸, 또는 알킬실란의 존재하에서의 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물의 플라즈마 강화 화학적 증착으로 이루어진 공정 중에서 선택된 방법에 의해 부착시켜, 부동화 세라믹 또는 세라믹형 피막을 형성시키는 단계를 포함하여, 전자 장치상에 세라믹 또는 세라믹형 2층 피막을 형성시키는 방법.
  3. (A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄 알콕사이드, 티타늄 알콕사이드와 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석하고, 이러한 희석된 혼합 용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매작용시키고, 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 전자장치에 도포시킴으로써 전자장치를 예비세라믹 평탄화 도료로 도포하고; (B) 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 촉매작용시킨 금속 산화물 전구체/수소 실세스퀴옥산 수지 예비세라믹 도료를 전자 장치상에 부착시키고; (C) 이와 같이 피복된 전자 장치를 150 내지 1000℃로 가열함으로써, 촉매 작용시킨 예비세라믹 피막을 이산화 규소 및 금속 산화물로 세라믹화함을 포함하여, 전자 장치상에 세라믹 또는 세라믹형 단층 평탄화 피막을 형성시키는 방법.
  4. (Ⅰ)(A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄 알콕사이드, 티타늄 알콕사이드와 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석하고, 이러한 희석된 예비 세라믹 혼합 용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매작용시키고, 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 전자장치에 도포함으로써 전자장치를 평탄화 도료로 도포시키고; (B) 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 촉매 작용시킨 예비세라믹 피막을 전자 장치상에 부착시키고; (C) 이와 같이 피복된 전자 장치를 150 내지 1000℃로 가열함으로써, 촉매 작용시킨 예비세라믹 피막을 이산화규소 및 금속 산화물로 세라믹화하여 세라믹 또는 세라믹형 평탄화 피막을 형성하는 단계; 및 (Ⅱ) 이와같이 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 전자 장치에 증가상의 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란, 또는 이의 혼합물을 200 내지 600℃에서 세라믹 피막이 형성된 장치의 존재하에 반응실에서 분해시킴으로써 규소 함유 도료를 도포하는 단계를 포함하여, 전자 장치상에 세라믹 또는 세라믹형 다층 피막을 형성시키는 방법.
  5. (Ⅰ)(A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄, 알콕사이드 티타늄 알콕사이드 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석하고, 이러한 희석된 예비 세라믹 혼합 용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매작용시키고, 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 전자장치에 도포시킴으로써 전자장치를 평탄화 도료로 도포시키고; (B) 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 촉매 작용시킨 예비세라믹 도료를 전자 장치상에 부착시키고; (C) 이와 같이 피복된 전자 장치를 150 내지 1000℃로 가열함으로써, 촉매 작용시킨 예비세라믹 피막을 이산화규소 및 금속 산화물로 세라믹화하여 세라믹 또는 세라믹형 평탄화 피막을 형성하는 단계; 및 (Ⅱ) 이와같이 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 전자 장치에 증가상의 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란, 또는 이의 혼합물과 암모니아를 150 내지 1000℃에서 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치의 존재하에 반응실에서 분해시킴으로써 규소-질소 함유 도료를 도포하는 단계를 포함하여, 전자 장치상에 세라믹 또는 세라믹형 다층 피막을 형성시키는 방법.
  6. (Ⅰ)(A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄 알콕사이드, 티타늄 알콕사이드 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석하고, 희석된 예비 세라믹 혼합 용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매작용시키고, 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 전자장치에 도포시킴으로써 전자장치를 평탄화 도료로 도포시키고; (B) 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 촉매 작용시킨 예비세라믹 도료를 전자장치상에 부착시키고; (C) 이와 같이 피복된 전자 장치를 150 내지 1000℃로 가열함으로써, 촉매 작용시킨 예비세라믹 피막을 이산화규소 및 금속 산화물로 세라믹화하여 세라믹 또는 세라믹형 평탄화 피막을 형성시키는 단계; 및 (Ⅱ) 이와같이 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치에 증가상의 실란, 알킬실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란, 또는 이의 혼합물과 C1-C6의 알칸 또는 알칼실란을 150 내지 1000℃에서 세라믹 또는 세라믹 피막이 형성된 장치의 존재하에 반응실에서 분해시킴으로써 규소-탄소 함유 도료를 도포하는 단계를 포함하여, 전자 장치상에 세라믹 또는 세라믹형 다층 피막을 형성시키는 방법.
  7. (Ⅰ)(A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄 알콕사이드, 티타늄 알콕사이드 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석하고, 희석된 예비 세라믹 혼합 용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매작용시키고, 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 전자장치에 도포시킴으로써 전자장치를 평탄화 도료로 도포시키고; (B) 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 촉매 작용시킨 예비세라믹 도료를 전자장치상에 부착시키고; (C) 이와 같이 피복된 장치를 150 내지 1000℃로 가열함으로써, 촉매 작용시킨 예비세라믹 피막을 이산화규소 및 금속 산화물로 세라믹화시켜 세라믹 또는 세라믹형 평탄화 피막을 형성시키는 단계; 및 (Ⅱ) 이와같이 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치에, 증기상의 헥사메틸디실라잔을 150 내지 1000℃에서 세라믹 또는 세라믹 피막이 형성된 장치의 존재하에 반응실내에서 분해시킴으로써 규소-탄소-질소 함유 도료를 도포시키는 단계를 포함하여, 전자 장치상에 세라믹 또는 세라믹형 다층 피막을 형성시키는 방법.
  8. 제1항의 방법에 의해 형성된 다층 피막.
  9. 제2항의 방법에 의해 형성된 다층 피막.
  10. 제3항의 방법에 의해 형성된 다층 피막.
  11. 제4항의 방법에 의해 형성된 다층 피막.
  12. 제5항의 방법에 의해 형성된 다층 피막.
  13. 제6항의 방법에 의해 형성된 다층 피막.
  14. 제7항의 방법에 의해 형성된 다층 피막.
  15. (A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄 알콕사이드, 티타늄 알콕사이드와 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석하고, 희석된 예비 세라믹 혼합 용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매작용시키고, 전자 장치를 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 예비 세라믹 도료를 전자 장치상에 부착시키고, 이와 같이 피복된 장치를 150 내지 1000℃로 가열함으로써, 촉매 작용시킨 예비세라믹 혼합물을 이산화규소 및 금속 산화물로 세라믹화하여 세라믹 또는 세라믹형 피막을 형성하는 단계, (B) 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체를 용매 중에서 희석하고, 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치를 희석된 예비 세라믹 규소-질소 함유 중합체 용액으로 피복시키고, 희석된 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써, 예비세라믹 규소-질소 함유 도료를 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 전자장치에 부착시키고, 이와 같이 피복된 장치를 불활성 또는 암모니아-함유 대기 중에서 150 내지 1000℃로 가열하여 세라믹 규소-질소 함유 피막을 형성시키는 방법에 의해 생성된 규소-질소 함유 물질을 포함하는 부동화 도료를 전자장치 상의 세라믹 또는 세라믹형 피막에 도포하는 단계 및, (C) 200 내지 600℃에서 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치의 존재하에, 증기상의 실란, 할로실란, 할로디실란, 또는 이의 혼합물을 반응실내에서 분해시킴으로써, 전자장치 상의 세라믹 또는 세라믹형 피막에 규소 함유 도료를 도포하는 단계를 포함하여, 전자장치 상에 세라믹 또는 세라믹형 다층 피막을 형성시키는 방법.
  16. (A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄 알콕사이드, 티타늄 알콕사이드, 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석하고, 희석된 예비세라믹 혼합 용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매작용시키고, 전자 장치를 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액으로 도포시킴으로써 전자장치를 도료로 도포시키고, 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 예비세라믹 도료를 전자장치상에 부착시키고, 이와 같이 피복된 장치를 150 내지 1000℃로 가열함으로써, 촉매작용시킨 예비세라믹 피막을 이산화규소 및 금속 산화물로 세라믹화시켜 세라믹 또는 세라믹형 피막을 형성시키는 단계; (B) 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체를 용매 중에서 희석하고, 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치를 희석된 예비 세라믹 규소-질소 함유 중합체 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 예비세라믹 규소-질소 함유 도료를 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 전자 장치상에 부착시키고, 피복된 장치를 불활성 또는 암모니아 함유 대기 중에서 150 내지 1000℃로 가열함으로써 세라믹 규소-질소 함유 피막을 형성시키는 방법에 의해 생성된 규소-질소 함유 물질을 포함하는 부동화 도료를 전자장치 상의 세라믹 또는 세라믹형 피막에 도포하는 단계; 및 (C) 150 내지 1000℃에서 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치의 존재하에 증기상의 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란 또는 이의 혼합물 및 암모니아를 반응실내에서 분해시킴으로써, 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치에 규소-질소 함유 도료를 도포하는 단계를 포함하여, 전자장치상에 세라믹 또는 세라믹형 다층 피막을 형성시키는 방법.
  17. (A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄 알콕사이드, 티타늄 알콕사이드 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석하고, 희석된 예비세라믹 혼합 용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매 작용시키고, 전자장치를 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액으로 도포시킴으로써 전자장치를 도료로 도포시키고, 촉매 작용시킨 희석예비세라믹 혼합 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 예비세라믹 도료를 전자 장치상에 부착시키고, 피복된 장치를 150 내지 1000℃로 가열함으로써, 촉매 작용시킨 예비세라믹 혼합물을 이산화규소 및 금속 산화물로 세라믹화시켜 세라믹 또는 세라믹형 피막을 형성시키는 단계; (B) 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체를 용매 중에서 희석하고, 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치를 희석된 예비 세라믹 규소-질소 함유 중합체 용액으로 도포시키고, 희석된 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 예비세라믹 규소-질소 함유 도료를 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 전자 장치에 부착시키고, 이와 같이 피복된 장치를 불활성 또는 암모니아 함유 대기 중에서 150 내지 1000℃로 가열하여 세라믹 또는 세라믹형 규소-질소 함유 피막을 형성시키는 방법에 의해 생성된 규소-질소 함유 물질을 포함하는 부동화 도료를 전자장치상의 세라믹 또는 세라믹 피막에 도포하는 단계; 및 (C) 150 내지 1000℃에서 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치의 존재하에 증기상의 실란, 할로실란, 할로디실란, 할로폴리실란, 또는 이의 혼합물과 C1-C6의 알칼, 또는 알킬실란을 반응실내에서 분해시킴으로써, 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치에 규소-탄소 함유 도료를 도포시키는 단계를 포함하여, 전자장치상에 세라믹 또는 세라믹형 다층 피막을 형성시키는 방법.
  18. (A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄 알콕사이드, 티타늄 알콕사이드 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석하고, 희석된 예비세라믹 혼합 용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매 작용시키고, 전자 장치를 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액으로 도포시킴으로써 전자장치를 도료로 도포시키고, 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 예비 세라믹 도료를 전자 장치상에 부착시키고, 피복된 장치를 150 내지 1000℃로 가열함으로써, 촉매 작용시킨 예비세라믹 피막을 이산화규소 및 금속 산화물로 세라믹화하여 세라믹 또는 세라믹형 피막을 형성시키는 단계; (B) 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체를 용매 중에서 희석하고, 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치를 희석된 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체 용액으로 도포시키고, 희석된 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 예비세라믹 규소-질소 함유 도료를 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 전자 장치에 부착시키고, 이와 같이 피복된 장치를 불활성 또는 암모니아 함유 대기 중에서 150 내지 1000℃로 가열하여 세라믹 또는 세라믹형 규소-질소 함유 피막을 형성시키는 방법에 의해 생성된 규소-질소 함유 물질을 포함하는 부동화 도료를 전자장치 상의 세라믹 또는 세라믹형 피막에 도포시키는 단계; 및 (C) 150 내지 1000℃에서 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치의 존재하에 헥사메틸디실라잔을 화학적 증착시킴으로써 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치에 규소-탄소-질소 함유 도료를 도포시키는 단계를 포함하여, 전자장치상에 세라믹 또는 세라믹형 다층 피막을 형성시키는 방법.
  19. (A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄 알콕사이드, 티타늄 알콕사이드 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석하고, 희석된 예비세라믹 혼합 용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매 작용시키고, 전자 장치를 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액으로 도포시킴으로써 전자장치를 도료로 도포시키고, 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 예비세라믹 도료를 전자 장치상에 부착시키고, 이와 같이 피복된 장치를 150 내지 1000℃로 가열함으로써, 촉매 작용시킨 예비세라믹 혼합물을 이산화규소 및 금속 산화물로 세라믹화시켜 세라믹 또는 세라믹형 피막을 형성시키는 단계; (B) 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체를 용매 중에서 희석하고, 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치를 희석된 예비 세라믹 규소-질소 함유 중합체 용액으로 도포시키고, 희석된 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 예비세라믹 규소-질소 함유 도료를 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 전자 장치에 부착시키고, 이와 같이 피복된 장치를 불활성 또는 암모니아 함유 대기중에서 150 내지 1000℃로 가열하여 세라믹 또는 세라믹형 규소-질소 함유 피막을 형성시키는 방법에 의해 생성된 규소-질소 함유 물질을 포함하는 부동화 도료를 전자장치상의 세라믹 또는 세라믹형 피막에 도포시키는 단계; 및 (C) 150 내지 1000℃에서 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치의 존재하에 헥사메틸디실라잔을 플라즈마 강화 화학적 증착시킴으로써 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치에 규소-탄소-질소 함유 도료를 도포시키는 단계를 포함하여, 전자장치상에 세라믹 또는 세라믹형 다층 피막을 형성시키는 방법.
  20. (A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄, 알콕사이드, 티타늄 알콕사드 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석하고, 희석된 예비세라믹 혼합용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매작용시키고, 전자장치를 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합용액으로 도포시킴으로써 전자장치를 도료로 도포시키고, 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 예비 세라믹 도료를 전자장치상에 부착시키고, 피복된 장치를 150 내지 1000℃로 가열함으로써, 촉매 작용시킨 예비세라믹 혼합물을 이산화규소 및 금속 산화물로 세라믹화시켜 세라믹 또는 세라믹형 피막을 형성시키는 단계; (B) 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체를 용매 중에서 희석하고, 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치를 희석된 예비 세라믹 규소-질소 함유 중합체 용액으로 도포시키고, 희석된 예비세라믹 규소-질소 함유 중합체 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 예비세라믹 규소-질소 함유 도료를 전자장치의 세라믹 또는 세라믹형 피막상에 부착시키고, 이와 같이 피복된 장치를 불활성 또는 암모니아 함유 대기 중에서 150 내지 1000℃로 가열하여 부동화 규소-질소 함유 피막을 형성시키는 방법에 의해 형성된 규소-질소 함유 물질을 포함하는 부동화 도료를 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 장치에 도포시키는 단계를 포함하여, 전자 장치상에 세라믹 또는 세라믹형 2층 피막을 형성시키는 방법.
  21. (1) 사이클릭 실라잔 또는 사이클릭 실라진의 혼합물을 할로디실란 및 할로실란 중에서 선택된 규소 함유 물질과 반응시켜 생성되는 규소-질소 함유 예비세라믹 중합체를 용매로 희석되는 단계; (2) 희석된 예비세라믹 중합체 용매 용액을 기판에 도포하는 단계; (3) 희석된 예비세라믹 중합체 용매 용액을 공기 부재하에 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 예비세라믹 중합체 도료를 기판상에 부착시키는 단계; 및 (4) 공기의 부재하에 피복된 기판을 가열하여 세라믹 또는 세라믹형 피막이 형성된 기판을 형성시키는 단계를 포함하여, 세라믹 또는 세라믹형 규소-질소 함유 물질로 기판을 피복시키는 방법.
  22. (A) 수소 실세스퀴옥산 수지를 알루미늄 알콕사이드, 티타늄 알콕사이드 및 지르코늄 알콕사이드 중에서 선택된 금속 산화물 전구체와 혼합한 예비세라믹 혼합물을 용매로 희석하고, 희석된 예비세라믹 혼합 용액을 백금 촉매 및 로듐 촉매 중에서 선택된 금속 촉매로 촉매 작용시키고, 이러한 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합용액을 기판에 도포시킴으로써 기판을 평탄화 도료로 피복시키는 단계; (B) 촉매 작용시킨 희석 예비세라믹 혼합 용액을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 촉매 작용시킨 수소 실세스퀴옥산 수지/금속 산화물 전구체 예비세라믹 도료를 기판상에 부착시키는 단계; 및 (C) 이와 같이 피복된 기판을 150 내지 1000℃로 가열함으로써, 촉매 작용시킨 예비세라믹 피막을 이산화규소 및 금속 산화물로 세라믹화시켜 세라믹 또는 세라믹형 피막을 형성시키는 단계를 포함하여, 기판상에 세라믹 또는 세라믹형 단층 피막을 형성시키는 방법.
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