A process is disclosed whereby a 5-50-nanometer-thick conformal tungsten
coating can be formed over exposed semiconductor surfaces (e.g. silicon,
germanium or silicon carbide) within a microelectromechanical (MEM) device
for improved wear resistance and reliability. The tungsten coating is
formed after cleaning the semiconductor surfaces to remove any organic
material and oxide film from the surface. A final in situ cleaning step is
performed by heating a substrate containing the MEM device to a
temperature in the range of 200-600 .degree. C. in the presence of gaseous
nitrogen trifluoride (NF.sub.3). The tungsten coating can then be formed
by a chemical reaction between the semiconductor surfaces and tungsten
hexafluoride (WF.sub.6) at an elevated temperature, preferably about
450.degree. C. The tungsten deposition process is self-limiting and covers
all exposed semiconductor surfaces including surfaces in close contact.
The present invention can be applied to many different types of MEM
devices including microrelays, micromirrors and microengines.
Additionally, the tungsten wear-resistant coating of the present invention
can be used to enhance the hardness, wear resistance, electrical
conductivity, optical reflectivity and chemical inertness of one or more
semiconductor surfaces within a MEM device.
Se divulga un proceso por el que una capa conformal del tungsteno 5-50-nanometer-thick pueda ser superficies expuestas excedente formadas del semiconductor (carburo e.g. del silicio, del germanio o del silicio) dentro de un dispositivo microelectromechanical (MEM) para la resistencia y la confiabilidad mejoradas de desgaste. La capa del tungsteno se forma después de limpiar las superficies del semiconductor para quitar cualquier película orgánica del material y del óxido de la superficie. Un paso in situ de la limpieza del final es realizado calentando un substrato que contiene el dispositivo de MEM a una temperatura en la gama del degree 200-600. C. en la presencia del trifluoride gaseoso del nitrógeno (NF.sub.3). La capa del tungsteno se puede entonces formar por una reacción química entre las superficies y el hexafluoride del tungsteno (WF.sub.6) del semiconductor en una temperatura elevada, preferiblemente sobre 450.degree. C. El proceso de la deposición del tungsteno uno mismo-esta' limitando y cubre todas las superficies expuestas del semiconductor incluyendo superficies en contacto cercano. La actual invención se puede aplicar a muchos diversos tipos de dispositivos de MEM incluyendo microrelays, micromirrors y microengines. Además, la capa wear-resistant del tungsteno de la actual invención se puede utilizar para realzar la dureza, la resistencia de desgaste, la conductividad eléctrica, la reflectividad óptica y la inercia del producto químico de unas o más superficies del semiconductor dentro de un dispositivo de MEM.