Электролит вольфрамирования

 

ЭЛЕКТРОЛИТ ВОЛЬФРАМИРОВАНИЯ, содержащий соединения вольфрама/ отличающийся тем, что, с целью получения компактных осадков, он дсхюлнительно содержит сернокислый натрий, гидроокись аммония и йодит калия, а в качестве соединения вольфрама - вольфрамовокислый аммоний при следующем соотнесении компонентов , г/л: Вольфрамовокисльлй аммоний40-60 Йодистый калий60-80 Сернокислый натрий 190-210 Гидроокись аммония, мл/л90-110 g

ПЕ СЮ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ИМИ;

РЕСПУБЛИН

М59 С 25 D

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1

90-110

ГЮСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

re ДЕЛАЕМ ИЭОБРЕТЕНИй И ОТНРЦТИй (21) 3489315/22-02 (22) 10. 09. 82 (46) 15. 08. 84. Бюл. 9 30 (72) О. П. Канчуковский и Л.В.Мороз (71) Одесский ордена Трудового Крас» ного Энамени государственный университет им. И. И. Мечникова (53) 621, 357. 7г 669. 27(088.8)56 1. Авторское свидетельство СССР

М 125991, кл. С 25 D 3/54, 1959.

2. As т орск ое свидетельство СССР

У 425979, кл. С 25 D 3/54, 1970.

3. Васько А.Г. и др. Электрохимия вольфрама. Киев, "Техника", 1969, с. 69. (54) (57) ЭЛКктРОЛИТ ВОЛОфРАМИРОВАНИЯ, содержащий соединения вольфрама, отличающийсятем, что, с целью получения компактных осадков, он дополнительно содержит сернокислый натрий, гидроокись аммония и йодит калия, а в качестве соединения вольфрама - вольфрамовокислый аммоний при следующем соотнсшенин компонентов, г/л:

Вольфрамовокислый аммоний 40-60 йодистый калий 60-80

Сернокислый натрий . 190-210

Гидроокись аммония, мл/л

110В13а

40-60

60-80

190-210

90 110

-Добавление сернокислого натрия и йодистого калия способствует повышению потенциала восстановления вольфрамит-ионов в электролите, содержащем гидроокись аммония. При сочетании @ предлагаемых компонентов на поверхности электрода происходит образование пленки из продуктов электролиза, которая защищает поверхность электрода от окисления и тормозит реакции 65

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к электрохимическому осаждению вольфрама, и может быть использовано в технологии элект рслитического осаждения вольфрама на кремний для получения СВЧ-диодов на кремнии.

Известен раствор для электролитического осаждения вольфрама, содержащий борную кислоту, вольфрамит натрия, серную кислоту и едкий натрий 10 или гидроокись аммония Г1 .

Однако из электролита получают покрытия, содержащие в основном окислы вольфрама. Для пслучения чистого вольфрама необходимо проводить допал-15 нительное восстановление окислов в атмосфере водорода.

Известен электролит для электрсли" тического осаждения вольфрама из электролита, содержащего вольфрамово-.щ кислый натрий, борную кислоту, перекись водорода и сернокислый аммоний Г2 2.

Однако известный электролит также не позволяет получать покрытия, пред- 5 ставляющие смесь вольфрама с его окисными соединениями.

Наиболее близким к предлагаемому является раствор для электролитического осаждения вольфрама, содержа- 30 щий трехокись вольфрама, фторид калия, гидроокись натрия (33.

Однако данный электрслит также не позволяет пслучать компактные вольфрамовые покрытия.

Цель изобретения - получение ком- 3 пактных осадков.

Указанная цель достигается тем, что электролит всльфрамирования, содержащий соединение всльфрама,допслнительно содержит серьокислый 40 натрий, гидроокись аммония и йодит калия, а в качестве соединения вольфрама — вольфрамовокислый аммоний при следующем соотношении компонентов, г/л: 4$

Вольфрамов окислый аммоний

Йодистый калий

Сернокислый натрий гидроокись аммония, мл/л

Процесс электроосаждения проводят при температуре 50-60 С и плотно- сти тока 6-10 A/äì . Лнодом служит вольфрамовая пластина. разряда, способствуя получению компактного вольфрамового покрытия.

Присутствие в электролите катиона аммония способствует активированию поверхности. Введение катионов калия и натрия повышает электропроводность раствора.

Приведенный состав электролита является оптимальным. При уменьшении концентрации компонентов электровыделения вольфрама не происходит, а идет выделение оксидов вольфрама.

При увеличении концентрации компонентов происходит выделение вольфрама совместно с оксидами и нарушение компактности покрытия.

Электролит готовят следующим образом.

Необходимое каличетсво йодистого калия растворяют в 200 мл дистиллированной воды. Затем в данном растворе производят анодную обработку вольфрамового электрода при плотности тока 25 A/äì в течение 2-4 мин.

Далее в полученный раствор постепенно добавляют, размешивая,необходимые компоненты вольфрамовокислого аммония, сернокислого натрия и гидроокись аммония.

Приготовленный таким образом раствор доводят до объема 1 л водой.

Пример ы. В таблице приведены состав электролита и условия проведения процесса по примерам 1-5 °

Компактность покрытий на полупроводниковой кремниевой подложке оценивали под микроскопам "Reicherd" и ММУ-3. Для примеров 1-4 - компактное покрытие, пример 5 - компактность покрытия нарушена. Состав пленок вольфрама определяли электронографическим анализом на электронографе

ЭГ-100, а также методом ИК спектроскопии МНПВО.

Скорость осаждения покрытий по примеру 2 составляет 12 мкм/ч, выход по току 5,4Ъ. Рассеивающая способность, вычисленная по формуле Филда с использованием ячейки Филда, составляет 16,2В.

В оптимальном режиме получения покрытий (пример 3) пленка содержит

99,67% вольфрама и О,ЗЗВ СО- и Н О, которые могут быть удалены йри необходимости без изменения структуры вольфрама. Отс утствие оксидов и гидроксидов вольфрама также подтверждено данными количественного весового анализа.

Таким образом, предлагаемый элект-. ролит позволяет получать компактные пленки металлического вольфрама, что подтверждается тем, что этим способом могут быть изготовлены структуры

M-Si (диоды Шотка ) с коэффициентом неидеальности h«1, что свидетельствует об отсутствии промежуточного слоя окислов между металлси Ж и %.: неметаллического происхождения.

1108138

Состав электролита, г/л, условия проведения процесса

Примеры

) t

1 2 3 4 5

Йодистый калий

500 60

70 80

30 40 50 60 70

Вольфрамов окислый аммоний

180 190 . 200 210 220

Сернокислый натрий

80 90 100 110 120

Гндроокись аммония мп

Температура электролита, С

50-60 50-60 50««60 50-60 50-60

Плотность тока, A/äì

6-10 6

10 6-10 юе вебеюав

Состав осаждаемой пленки

Оксиды Воль- Воль- Воль- Вольфрам воль- фрам фрам фрам с оксидами фрама

Заказ 5842/19 Тираж 633 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Составитель Ю. Поэдаева

Редактор Л. Авраменко Техред О. Hege Корректор A. Ильин