[其他]在非導體上制造金屬結構

無效

• 申請號: 86101886
• 申請日: 1986-03-22
• 公開（公告）號: CN1005240B
• 公開（公告）日: 1989-09-20
• 發明（設計）人: 哈拉爾德·蘇爾;克里斯蒂安·奧爾;俄恩斯特·弗尤爾
• 申請（專利權）人: 舍林股份公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王以平

本發明涉及一種在非導體上制造導電結構的方法，其特征在于，金屬覆蓋層是通過金屬有機化合物在輝光放電區分解而沉積的。

本發明的任務是在不導電表面上形成導電結構。它特別適合于在陶瓷、玻璃、塑料以及電子學領域內多種應用所需的類似的合成材料上制造高質量、高精度的導體通路。

這種導體通路一般是用濕化學方法制造的，即，在給不導電表面裝上導體線狀圖形的掩模后，把它浸在清洗劑和調節劑的水溶液中，然后用含有貴金屬的溶液（通常用含有鈀的溶液）中的貴金屬離子來孕育接種。晶種繼而在含有還原劑的溶液中還原成金屬原子。此后，在銅或鎳浴槽中進行金屬化，金屬化本身不用外部電流（化學還原）在每步操作工序之間均用純水徹底沖洗材料。

但這種方法存在著各種缺點：要多次操作和循環沖洗。這就是說存在著這樣一種危險：即使很仔細地進行工作，附著在基片表面的前一種溶液中的殘余物質也有可能弄臟處理溶液，從而異致不良的金屬化。有些處理溶液是侵蝕性的，它們能夠損壞掩膜漆或薄膜;結果產生了邊界不清晰的金屬結構，特別是在導體線條細或極細的情況下，印刷電路板的部分或全部在以后會因此無法使用。

因此，本發明的任務是避免全部使用濕化學工藝，少到只用化學鍍銅。這一任務已由本發明完成，即通過金屬有機化合物在等離子體中進行分解來給不導電表面覆蓋金屬。因此它有可能獲得厚度達到約2000A°的導體線條，而且此厚度還能在銅或鎳的化學浴槽中直接增加，而用不作另外的預處理。

等離子體（輝光放電）已被用于電氣工業中各種不同的用途。例如，一種眾所周知的用途就是用等離子體腐蝕氧化鋁陶瓷、以及腐蝕硅、氧化硅和氮化硅。另一個用途是，通過輝光放電在無機單體的固態表面上制造聚合物薄層。就此而言，在有攜帶氣體（如氦和氬）存在的情況下形成的具有高絕緣值的堅硬耐蝕的聚合物覆蓋層，例如，由乙炔、苯乙烯、苯、甲烷等等產生。如果氣體混合物中還有金屬有機化合物，如四甲基錫，就形成了聚合物、金屬物沉積層。在傳感器技術及半導體電子學中起主要作用的純凈的金屬氧化物覆蓋層，也可以用同樣的方法，由金屬有機化合物在輝光放電的作用下來制取，在這種情況下，用或不用攜帶氣體都是可以的。

在文獻上也已經描述了把四羰基鎳分解還原成金屬鎳及六羰基鉬還原成鉬-炭沉積物的方法，但這些技術均沒有提到在不導電表面形成某種金屬結構的可能性。此外，必須記住，金屬羰基化合物是劇毒的致癌物質，這在技術應用上是毫無可能的。

金屬有機化合物在真空中的熱分解還原也已為人所知，在基片上沉積金屬覆蓋層是可能的。不過，就此而論，基片必須加熱到至少200℃，實際上要到300-400℃。

與之相比，本發明用等離子體制造金屬結構的方法有顯著的優點：基片的溫度低于100℃，在許多情況下，甚至處于室溫和80℃之間。材料的處理因而也變得極端溫和，這對塑料來說尤其重要。

可用常規的等離子體反應器（主要的形式有管狀和/或隧道式反應器或平行板反應器）來實施本發明。要制造金屬結構，可以用直流，也可以用交流或高頻電流來產生等離子體，交流電流的頻率范圍通常在2兆赫茲到50兆赫茲。等離子體室的壓力達0.1-0.2×10²帕，因此不需要壓力小于3帕的高真空，這樣的高真空對真空系統有著高的要求，這也是與陰極濺射或氣相淀積相比的一個顯著優點。

所有通常的無機或有機非導體，特別是氧化鋁陶瓷、氧化硅陶瓷、帶有氧化物或氮化物覆蓋層的玻璃金屬或塑料都有可能成為那些能在其上制造結構的基片。形式上，它們可以是固體材料或薄膜，可以是單層或多層的。

借助于絲網印刷漆，光敏漆或光刻膠膜（常用的方法是加色、半加色或減色技術），或借助于簡單的掩模都可以把導線圖形轉移到基片上。

為了在輝光放電區提供金屬原子來在基片上形成金屬覆蓋層，使用了金屬有機化合物，它們在所用的真空條件下易于揮發并可升華。