薄膜電阻的形成的製作方法

2023-06-11 05:16:46

專利名稱：薄膜電阻的形成的製作方法
本申請是申請號為99106358.9，申請日為1999年4月29日的申請「薄膜電阻的形成」的分案申請。
本發明是針對薄層電阻的形成，較好的是用於印刷電路的薄層電阻，這種薄層能夠埋入印刷線路板。具體而言，本發明是針對由薄層電阻材料來形成薄層電阻，所述薄層電阻材料可以通過燃燒化學氣相澱積來進行澱積。
燃燒化學氣相澱積(combustion chemical vapor deposition，″CCVD″)是一種近年來發明的CVD技術，它允許在開放氣氛下澱積薄膜。與其它薄膜技術(包括傳統的CVD技術)相比，CCVD工藝有數種優點。CCVD最主要的優點是它能夠在開放的氣氛中澱積膜，無需任何昂貴的爐子、真空裝置或反應室。結果，與以真空為基的體系相比，體系初始投資可降低多達90％。燃燒火焰代替了其它技術所需的專門環境，提供了從溶液、蒸汽或氣體源中澱積出基本組分所需的環境。前體通常是溶解在一種溶劑中，它也用作為可燃燃料。可以在大氣壓力和溫度下，在排氣罩內、戶外或者在可控制環境氣體或壓力的室內進行澱積。
因為CCVD通常使用溶液，所以該技術的一個顯著優點是它可快速和簡單地改變摻雜劑和化學計量，這使複合膜的澱積變得容易。CCVD技術通常使用便宜、可溶的前體。此外，在CCVD中前體的蒸汽壓力並不起重要的作用，因為溶解過程提供了用於產生必需離子組分的能量。通過調節溶液濃度和組分，可以快速和容易地澱積寬範圍的化學計量。此外，CCVD過程使得可以根據具體用途的要求來定製澱積膜的化學組成和物理結構。
與傳統CVD不同，CCVD工藝並不需限制在昂貴、固定、低壓的反應器中進行。因此，澱積火焰或火焰束可以沿基材移動，以容易地塗覆大表面區域和/或複合表面區域。因為CCVD工藝不限於專門的環境，所以使用者可以不間斷地向塗層區域中連續地加入材料，因此可分批加工。而且，使用者可以將澱積限制在底材的特定區域上，這可以通過簡單地控制火焰在那些區域上的停留時間來實現。最後，CCVD技術通常使用不含滷素的化學前體，這大大地降低了對環境的負面影響。
已有多種材料用預混的前體溶液燃燒作為唯一的熱源通過CCVD技術來進行澱積。這一便宜且靈活的膜澱積技術可使薄膜技術得到廣泛應用。CCVD工藝有著與熱噴塗大致相同的靈活性，而產生與傳統CVD所得膜相同質量的保形膜。使用CCVD工藝，可以用相當低的成本在數天內澱積所需的相。
CCVD工藝的較佳實施方案詳細描述於1996年8月2日提交的美國申請No.08/691,853，該文獻的內容參考結合於本發明中。根據該申請，CCVD由接近超臨界的液體和超臨界流體製得氣相形成的膜、粉末和納米相塗層。較好的是形成含有一種或多種化學前體的液體或類液體的溶液流體。調節該溶液流體至臨界壓力附近或以上，然後加熱至超臨界溫度附近，緊接著通過限流管或噴嘴釋放出來，產生夾帶著非常細的霧化或汽化的溶液流體的氣體。燃燒該溶液流體蒸汽以形成火焰，或者使其進入火焰或電火焰等離子體中，這些前體在火焰或等離子體中或者在底材表面上反應成所需的相。由於等離子體的溫度高，許多前體會在基材表面之前反應。將底材放在火焰或電炬等離子體中或其附近，澱積形成塗層。此外，所形成的材料可以收集作為納米相粉末。
使用在臨界壓力附近或以上、在臨界溫度附近的溶液流體，得到非常細的霧化、噴霧、汽化或氣化。所溶解的化學前體無需具有高的蒸汽壓力，但是蒸汽壓力高的前體要優於蒸汽壓力較低的前體。通過加熱剛好在噴嘴或限流管(霧化裝置)之前或末端的溶液流體，使前體在霧化之前可用的化學反應或溶解時間最小化。該方法可用來由多種有機金屬化合物和無機前體來澱積塗層。流體溶液的溶劑可選自在其中前體能形成溶液的任何液體或超臨界流體。液體或流體溶劑本身可以由不同化合物的混合物組成。
降低含試劑流體的超臨界溫度能得到優越的塗層。許多這些流體在STP(標準溫度壓力)下不是穩定的液體，必須在壓力缸或於低溫進行混合。為了便於形成只能存在於高於環境壓力的壓力下的液體或流體溶液，可任選地將一種或多種化學前體首先溶解在於環境壓力下穩定的第一溶劑中。將該溶液放在一個能承受壓力的容器中，然後加入第二(主要)液體或流體(第一溶液能混溶於其中)。主要液體或流體的超臨界溫度較低，結果降低了產生所需程度噴霧需要的最高溫度。通過形成高濃度第一溶液，許多所得的較低濃度溶液由第二溶液化合物和可能添加的溶液化合物組成。一般來說，在給定溶液中給定化合物的比例越高，該溶液性能就越象該化合物的性能。選擇這些添加的液體和流體以助於含化學前體的溶液的非常細的霧化、汽化或氣化。選擇超臨界溫度低的最終溶液混合物，還可儘量減少化學前體在霧化裝置內部發生反應，以及降低或消除在釋放區域加熱溶液的需要。在一些例子中，可以在釋放區域之前冷卻溶液，以保持溶解度和流體穩定性。超臨界流體溶液領域的技術人員可以無需過多試驗而確定多種可能的溶液混合物。可任選地，具有玻璃窗的壓力容器或具有光纖和監視器的壓力容器能夠目視確定混溶性和溶質-溶劑的相容性。相反地，如果在線過濾器阻塞或是在主容器中發現留下沉澱物的話，就說明在那些條件下可能發生了不相容。
另一個優點是釋放在超臨界點附近或以上的流體會產生快速膨脹，形成高速的氣體-蒸汽流。高速氣流有效地降低了澱積表面前方的氣體擴散邊界層，由此提高了膜的質量和澱積效率。當氣流速度高於火焰速度時，必須使用引火燈(pilotlight)或其它點火裝置來形成穩定狀態的火焰。在一些情況下，需要兩盞或多盞引火燈以確保完全燃燒。使用等離子炬的話，無需引火燈，遵循本領域普通技術人員已知的操作條件即可容易地得到高速度。
含溶質的流體不必作為用於燃燒的燃料。不燃性流體(如水、N2O或CO2)或者難以燃燒的流體(如氨)可用來溶解前體，或者可以用作第二溶液化合物。然後它們膨脹進入提供前體反應的環境的火焰或等離子炬中。澱積可以於環境壓力或其上或其下進行。等離子炬在減壓下工作良好。火焰可以在低至10乇下穩定，在高壓下也工作良好。在較低的壓力下可以形成甚至低於500℃的冷火焰。雖然兩者都可以在開放的氣氛中工作，但是較好的是在受控制的氣氛下於反應室實踐本發明方法，以防止氣載雜質夾帶在所得塗層中。許多電塗層和光學塗層用途要求塗層中沒有這些雜質。這些用途通常需要薄膜，但是也可以澱積用於絕熱、腐蝕和磨損場合的較厚的膜。
通過更進一步地延長澱積時間，可以生長更大塊的材料(包括單晶)。由於擴散速率較高，因此較高的澱積溫度得到的外延澱積速率較快，這是澱積單晶厚膜或塊狀材料所必需的。
CCVD是一種利用氧氣的火焰工藝。雖然可以使用CCVD通過在火焰的還原焰部分來澱積會與氧反應的材料(oxygen-reactive material)，但是用於澱積會與氧反應的材料(如鎳)的較好技術是1998年4月29日提交的美國專利申請No.09/067,975中所述的相關方法，該內容參考結合於本發明中。
參考的美國專利申請No.09/067,975中所述發明提供了用於化學氣相澱積的儀器和方法，其中塗層澱積區的氣氛如下建立仔細地控制和保護形成塗層所加入的材料，並使從澱積區排出的氣體經過一個隔離區(barrier zone)，在該隔離區中氣體以大於50英尺/分鐘(較好的是大於100英尺/分鐘)的平均速度從所述澱積區中流走。氣體快速流過隔離區基本上阻止了來自環境氣氛的氣體遷移到澱積區中，在那裡這些氣體可能與塗層或形成塗層的材料反應。通過在液體介質中以固定比例加入各種塗料前體，可以對用來形成塗層的材料進行仔細的控制。液體介質在加入反應區時霧化，在反應區中液體介質被汽化，塗料前體反應形成經反應的塗料前體。此外，塗料前體可以氣體的形式加入(其本身為氣體或是在載氣中的混合物)。經反應的塗料前體通常由經部分、全部和分級反應的組分組成，可以作為等離子體流入澱積區中。經反應的塗料前體在澱積區中與底材表面接觸並在其上澱積塗層。在反應區的周圍可以提供流動的惰性氣體氣幕，用來保護該區中的反應性塗料/等離子體免受周圍儀器中所用材料或環境氣氛中的組分的沾汙。
液體介質的汽化和反應區中塗料前體的反應都需要輸入能量。所需能量可以由多種能源提供，如電阻加熱、感應加熱、微波加熱、RF加熱、熱表面加熱和/或與熱的惰性氣體混合。
在本文中非燃燒工藝(non-combustion process)被稱為「控制氣氛的燃燒化學氣相澱積」(CACCVD)。這一技術提供了相對受控制的能量輸入速率，使得能夠高速率地進行塗料澱積。在一些較佳的例子中，液體介質和/或用來霧化液體介質的次級氣體可以是用於CACCVD中的可燃性燃料。特別重要的是CACCVD能夠在或約在常壓下形成高質量的粘附澱積物，從而無需在複雜的真空或類似隔離設備中進行。由於這些原因，在許多情況下，CACCVD薄膜塗層可以在基材所處的地方進行原地施塗或「現場」施塗。
燃燒化學氣相澱積(CCVD)不適用於那些需要無氧環境的塗覆場合。適用於這些場合的是CACCVD，它使用非燃燒能源，如熱氣體、經加熱的管子、輻射能量、微波和使用紅外或雷射源激發的光子。在這些場合中，重要的是所使用的所有液體和氣體是不含氧的。塗料前體可以加入液體中的溶液或懸浮液中，所述液體例如氨或丙烷，它們分別適用於澱積氮化物或碳化物。
CACCVD工藝和設備對澱積區的氣氛進行控制，從而使得能夠在對溫度敏感或對真空敏感的底材上產生敏感塗層，這些底材可以大於那些用傳統的真空室澱積技術進行加工的底材。
CACCVD的另一個優點是它能夠塗覆底材而無需向底材提供額外的能量。因此，這一體系可以用來塗覆那些以前在使用大多數已有體系時不能忍受所處溫度的底材。例如，鎳塗層可以施塗到聚醯亞胺片底材上而不會導致該底材的變形。已有的常壓澱積技術不能進行金屬鎳的化學氣相澱積，因為鎳對氧有很強的親合力，而對聚醯亞胺片底材進行真空處理也是有問題的，因為它處於熱和真空下會脫水氣，且易於尺寸不穩定。


圖1是本發明設備的示意圖。
圖2是使用接近超臨界和超臨界的霧化來澱積膜和粉末的設備的示意圖。
圖3a-3c是本發明所用霧化器的詳細示意圖。
圖4a-4c是說明本發明形成薄層電阻步驟的剖面圖。圖4d是圖4c薄層電阻的平面圖。
圖5a-5c是類似的剖面圖，說明根據本發明的另一種方法形成薄層電阻的步驟。
圖6是埋入絕緣材料中的圖4c電阻的剖面圖。
圖7是本發明的施塗塗料的設備的部分剖視示意圖。
圖8是圖7設備中所用塗覆頭一部分的部分剖視的特寫透視圖。
圖9a-9g是表示由經電阻材料塗覆的獨立式箔製得電阻這一過程的結構(structure)剖面圖。
圖10a、b和c說明了用三層層壓板開始製備在金屬箔上的電阻圖案的方法，所述三層層壓板包含導電箔層、能蝕刻的中間層和一層多孔電阻材料。
根據本發明，在底材上形成薄層電阻，所述電阻可以埋入印刷線路板中。在底材上形成一薄層電阻材料。形成薄層的較佳電阻材料是金屬(如鉑)和介電材料(如二氧化矽和氧化鋁)的均相混合物。即使是少量介電材料與金屬混合也能顯著地增加金屬的電阻。較好的是電阻材料通過燃燒化學氣相澱積(CCVD)澱積在基材上。在零價金屬和介電材料的情況下，通過用CCVD共澱積金屬和介電材料來得到均相混合物。為了形成一塊塊分立的電阻材料(discrete patches of the resistivematerial)，蝕刻除去經選擇部分的電阻材料層。這樣，用形成圖案的抗蝕劑(如經曝光和顯影的光敏抗蝕劑)覆蓋一層電阻材料，蝕刻除去下面電阻材料層的暴露部分。此外，本發明形成了薄層的一塊塊分立的電阻材料，和將一塊塊電阻材料層的間隔地方電連接起來的導電材料，所述導電材料用電路將多塊電阻材料區電連接起來。這些絕緣材料、電阻材料和導電材料的結構可以用選擇性蝕刻方法來形成。
某些可以用本發明CCVD進行澱積的電阻材料是多孔的。這些孔隙度有助於用腐蝕下面底材的蝕刻劑來進行蝕刻。多孔電阻材料層經選擇的部分與蝕刻劑接觸，所述蝕刻劑通過微孔滲透通過電阻層，腐蝕下面的底材，從而破壞底材和電阻材料層之間的粘合。由於電阻材料層很薄，因此當粘合被破壞時，與蝕刻劑接觸區域的電阻材料薄層會破裂，在蝕刻劑(如噴塗的蝕刻劑)中被帶走。與蝕刻劑接觸的時間應限制在足以除去(剝落)電阻材料但並不長到足以導致底材顯著底蝕的一段時間內。
在本發明的一個實施方案中，電阻材料澱積在金屬箔(特別是銅箔)上，所述箔用來形成與本發明薄層電阻電接觸的導電電路跡線。一塊塊分立的電阻材料是通過使用光成象和剝落蝕刻(ablative etching)來形成的。然後，將箔有電阻材料層的一面埋入介電材料(如預浸漬體)中。然後，使用光成象將箔蝕刻成電路跡線圖案(circuitry trace pattern)。該電路跡線圖案同樣也埋入介電材料中。
因為銅和/或氧化銅在澱積電阻材料層時會與其相互作用，所以在本發明的一個實施方案中在澱積電阻材料層之前在銅表面上先澱積一層阻擋層。該阻擋層可以是金屬(如鎳)或者是一層介電材料(如二氧化矽)，該阻擋層很薄以致於不影響銅箔和澱積於其上的電阻材料之間的電接觸。當電阻材料層多孔時，使用腐蝕阻擋層的蝕刻劑可以完成剝落蝕刻。
通過參考以下本發明較佳實施方案的詳細說明和附圖可以更容易地理解本發明。
應該理解，本發明所用的技術名詞只是為了說明特定的實施方案，並不對本發明構成限制。必須注意，本說明書和所附權利要求書中所用的單數形式「一」和「此(該)」也包括複數對象，除非上下文中清楚地另外指出。
貫穿於本申請中，在引用出版物的地方，這些出版物的整體內容就參考結合於本申請中，以更全面地說明與本發明有關的現有技術狀態。
本發明提供了一種用選定的材料塗覆底材的方法。該方法包括在第一選定溫度和第一選定壓力下，將一種或多種能夠反應以形成所選定材料的試劑溶解在適宜載體中從而形成傳輸溶液(transport solution)，其中，對於單個前體試劑而言，試劑從溶液中沉澱出來或者化學鍵發生變化於此認為是「反應」。在實際澱積前一些時間，將底材放在具有第二選定壓力的區域中。第二選定壓力可以是環境壓力，通常在20乇以上。然後將傳輸溶液用壓力調節裝置加壓至高於第二選定壓力的第三選定壓力。本領域技術人員會認識到，有許多合適的壓力調節裝置，它們包括但不限於壓縮機等。接著，將增壓的傳輸溶液導入一根流體管道中，該流體管道具有入口端和相對的出口端，所述出口端安裝有溫度調節裝置以調節出口端溶液的溫度。管道的出口端還包含一個出口孔(outlet port)，其取向是引導管道中的流體進入區域和向著底材的方向。該出口孔的形狀可以類似於其它噴霧和霧化應用中所用的噴嘴或限流器。然後，使用溫度調節裝置將溶液加熱至第二選定溫度(溶液臨界溫度Tc上下50℃的範圍內)，同時使用壓力調節裝置將第三選定壓力保持在第二選定壓力之上並且高於溶液在第二選定溫度下相應的液相線壓力或臨界壓力Pc。然後，將增壓、加熱的溶液通過管道的出口孔導入區域中以產生向著底材方向的噴霧的溶液噴射液。當溶液導入該區域時，將一種或多種選定的氣體混入該噴霧的溶液噴射液中以形成可反應噴射液，此後將該可反應噴射液在選定的增能點上暴露在能源下。該能源提供足夠的能量以使可反應噴射液(含有傳輸溶液的一種或多種試劑)進行反應，從而形成塗覆底材的材料和塗料。
在本發明的另一個實施方案中，能源包括火焰源，選定的增能點包括點火點。在另一個實施方案中，能源包括等離子炬。
在該方法的另一個實施方案中，區域的第二選定壓力是環境壓力。
在另一個實施方案中，噴霧的溶液噴射液是最大液滴尺寸小於2微米的蒸汽或氣溶膠。
在另一個實施方案中，降低區域的第二選定壓力以產生溫度低於1000℃的燃燒火焰。
在另一個實施方案中，載體是丙烷，傳輸溶液包括至少50％(體積)的丙烷。在另一個實施方案中，傳輸溶液還包括丁醇、甲醇、異丙醇、甲苯、或者它們的組合物。在另一個實施方案中，選擇載體以使得傳輸溶液在標準溫度和壓力下在一段足以實施該方法的時間內基本上不產生沉澱物。
在該方法的另一個實施方案中，使用增壓容器，在加壓步驟之前、之中或之後，還將標準溫度和壓力下是氣體的物質在選定的足以形成液體或超臨界流體的壓力下(取決於溫度)與傳輸溶液接觸。在較佳的實施方案中，含有標準溫度和壓力氣體的傳輸溶液在選定壓力下在一段足以實施該方法的時間內基本上不產生沉澱物。在另一個實施方案中，傳輸溶液的試劑濃度在0.0005M和0.05M之間。
在另一個實施方案中，管道的出口端還包含一個流體引入孔，在引導增壓、加熱的溶液流過管道的出口孔之前，將流體通過流體引入孔加入增壓、加熱的溶液中。這一引入形成超臨界溫度降低的混合溶液。
在另一個實施方案中，一種或多種試劑中的每一種的蒸汽壓力不低於載體蒸汽壓力的約25％。
在另一個實施方案中，管道的出口端包含內徑為2-1000微米，更好為10-250微米的導管。在更好的實施方案中，管道的出口端包含內徑為25-125微米的導管。在另一個較佳實施方案中，管道的出口端包含內徑為50-100微米的導管。
在另一個實施方案中，溫度調節裝置包括通過用電流源在選定電壓下嚮導管施加電流來電阻加熱該導管的裝置。在較佳實施方案中，電壓低於115伏特。在另一個實施方案中，電阻加熱導管的裝置包括位於離出口孔4毫米內的接觸器。
此外，本發明還提供了這樣的上述方法，其中選擇載體和一種或多種試劑以使得第二選定溫度是環境溫度。
可以在塗覆底材的材料包括金屬、金屬或準金屬的氧化物、或者金屬與金屬或準金屬的氧化物的混合物的情況下來實踐上述方法。
在另一個實施方案中，可反應噴射液包含具有可燃噴射液速度的可燃噴射液，該可燃噴射液速度大於點火點處火焰源的火焰速度，還包含一種或多種點火輔助裝置以點燃可燃噴射液。在較佳實施方案中，一種或多種點火輔助裝置中的每一種包含引火燈。在另一個實施方案中，可燃噴射液速度大於1馬赫(machone)。
在另一個實施方案中，點火點或火焰峰保持在出口孔的2釐米以內。
本發明還提供了這樣一種方法，在暴露步驟中，用底材冷卻裝置對底材進行冷卻。在較佳實施方案中，底材冷卻裝置包括將水引導到底材上的裝置。然而，本領域普通技術人員會認識到，許多其它合適的冷卻裝置也可以使用。
在另一個實施方案中，塗覆底材的材料的厚度小於100納米。在另一個實施方案中，塗覆底材的材料包含漸變的(graded)組成。在另一個實施方案中，塗覆材料的材料包含無定形的材料。在另一個實施方案中，塗覆底材的材料包含氮化物、碳化物、硼化物、金屬或其它不含氧的材料。
本發明還提供了一種方法，它還包括使經選擇的外層保護氣體(sheath gas)在可反應噴射液周圍流動，從而減少夾帶的雜質並保持有利的澱積環境。
在較佳實施方案中，第二選定壓力高於20乇。
現參見圖1，較佳的設備100包含壓力調節裝置110(如泵)，用來將在傳輸溶液儲器112中的傳輸溶液T(也稱為「前體溶液」)加壓至第一選定壓力，其中傳輸溶液T包含合適的載體，該載體中溶解了一種或多種能夠反應形成選定材料的試劑，其中加壓裝置110能夠將第一選定壓力保持在傳輸溶液T在其溫度下相應的液相線壓力(如果溫度低於Tc)或臨界壓力Pc之上；流體管道120具有入口端122和相對的出口端124，所述入口端122與傳輸溶液儲器112流體連接，所述出口端124具有出口孔126，該出口孔的取向是將管道120中的流體導入低於第一選定壓力的第二選定壓力區130中，並朝著底材140的方向。其中出口孔126還包含用於對溶液進行噴霧以形成噴霧的溶液噴射液N的裝置128(參見圖2和3，霧化器4)；溫度調節裝置150，它放在與流體管道120的出口端124熱連接的地方，用來將出口端124處的溶液溫度調節在溶液超臨界溫度Tc的上下50℃的範圍內；供氣裝置160，用來向噴霧的溶液噴射液N中混入一種或多種氣體(如氧氣)(圖中未示出)來形成可反應噴射液；能源170，位於選定的增能點172處，用來使可反應噴射液進行反應，籍此能源170提供足夠的能量以使第二選定壓力區130中的可反應噴射液進行反應，從而塗覆底材140。
在設備的另一個實施方案中，能源170包括火焰源，選定的增能點172包括點火點。在另一個實施方案中，能源170包括等離子炬。在另一個實施方案中，出口孔126還包含壓力限流器(參見圖3，限流器7)。
在儀器的另一個實施方案中，區域的第二選定壓力是環境壓力。
在另一個實施方案中，噴霧的溶液噴射液N是最大液滴尺寸小於2微米的蒸汽或氣溶膠。
在另一個實施方案中，降低區域的第二選定壓力以產生溫度低於1000℃的燃燒火焰。
在另一個實施方案中，載體是丙烷，傳輸溶液包括至少50％(體積)的丙烷。在另一個實施方案中，傳輸溶液還包括丁醇、甲醇、異丙醇、甲苯、或者它們的組合物。在另一個實施方案中，選擇載體以使得傳輸溶液在標準溫度和壓力下在一段足以實施該方法的時間內基本上不產生沉澱物。
在該儀器的另一個實施方案中，提供增壓容器(圖中未示出)，還將標準溫度和壓力下是氣體的物質在選定的足以形成液體或超臨界流體的壓力下與傳輸溶液接觸。在較佳的實施方案中，含有標準溫度和壓力氣體的傳輸溶液在選定壓力下在一段足以實施該方法的時間內基本上不產生沉澱物。在另一個實施方案中，傳輸溶液的試劑濃度在0.0005M和0.05M之間。
在另一個實施方案中，管道120的出口端124還包含一個流體引入孔(參見圖2，進料線17或19)，在引導增壓、加熱的溶液流過管道120的出口孔126之前，將流體通過流體引入孔加入增壓、加熱的溶液中。這一引入形成超臨界溫度降低的混合溶液。
在另一個實施方案中，一種或多種試劑中的每一種的蒸汽壓力不低於載體蒸汽壓力的約25％。
在另一個實施方案中，管道的出口端包含內徑為2-1000微米，更好為10-250微米的導管。在更好的實施方案中，管道的出口端包含內徑為25-125微米的導管。在另一個較佳實施方案中，管道的出口端包含內徑為50-100微米的導管。
在另一個實施方案中，溫度調節裝置150包括通過用電流源在選定電壓下嚮導管施加電流來電阻加熱該導管的裝置。在較佳實施方案中，電壓低於115伏特。在另一個實施方案中，電阻加熱導管的裝置包括位於離出口孔(126)4毫米內的接觸器152。
此外，上述設備的使用是以選擇載體和一種或多種試劑以使第二選定溫度是環境溫度為條件的。
可以在塗覆底材140的材料包括金屬的情況下使用上述設備。另一種情況是塗覆底材140的材料包括一種或多種金屬氧化物。在另一個實施方案中，塗覆底材140的材料包括至少90％的二氧化矽。
在另一個實施方案中，可反應噴射液包含具有可燃噴射液速度的可燃噴射液，該可燃噴射液速度大於火焰源點火點172處的火焰速度，還包含一種或多種點火輔助裝置180以點燃可燃噴射液。在較佳實施方案中，一種或多種點火輔助裝置180中的每一種包含引火燈。在另一個實施方案中，可燃噴射液速度大於1馬赫。
在另一個實施方案中，點火點172或火焰峰保持在出口孔的2釐米以內。
本發明還提供了底材冷卻裝置190用於冷卻底材140。在較佳實施方案中，底材冷卻裝置190包括將水引導到底材140上的裝置。然而，本領域普通技術人員會認識到，許多其它合適的冷卻裝置也可以使用。
在另一個實施方案中，塗覆底材140的材料的厚度小於100納米。在另一個實施方案中，塗覆底材140的材料包含漸變的組成。
還提供了一種儀器，它包含這樣一種裝置(參見圖2和3，進料線17和19)，它用來使經選擇的外層保護氣體在可反應噴射液周圍流動，從而減少夾帶的雜質並保持有利的澱積環境。
在較佳實施方案中，第二選定壓力高於20乇。
在該方法的另一個實施方案中，能源包括火焰源，選定的增能點包括點火點。在另一個實施方案中，能源包括等離子炬、熱氣體等。
在形成粉末方法的另一個較佳實施方案中，傳輸溶液濃度在0.005M至5M之間。
為了簡化操作，將前體/溶劑的溶液泵壓入室溫下的霧化裝置是有用的。加熱溶液應該作為緊接在釋放溶液入較低壓力區之前的最後步驟來進行。這種後期加熱使得在較高溫度時發生的反應和不混溶現象最小化。將溶液保持在超臨界溫度以下直至霧化，能夠保持前體的溶解量在正常溶解度區內，並降低了溶液中形成顯著溶劑-前體濃度梯度的可能性。這些溶解度梯度是超臨界溶劑的溶液濃度對壓力的敏感性所致。據發現，小的壓力梯度(因為它們能沿著前體-溶劑體系傳輸而發展)會導致溶解度的顯著變化。例如，通過將壓力從75atm增加至85atm，可以使308°K下吖啶在二氧化碳中的溶解度增加1000倍。參見1984年11月25-30日在舊金山舉行的AIChE會議中發表的V.Krukonis的「難以粉碎的固體的超臨界流體成核(Supercritical Fluid Nucleation of Difficult to Comminute Solids)」一文。這一溶解度變化是潛在有害的，因為它們可能使得前體從溶液中析出和過早地沉澱或反應，堵塞管線和過濾器。
噴嘴處的壓力驟降和高速度使得溶液膨脹並霧化。對於溶質濃度在正常溶解度範圍內的情況(這是本發明近超臨界霧化系統的較好運行方式)，在溶液噴射入低壓區域中以後前體仍然有效地存在於溶液中。術語「有效地存在於溶液中」必須與當溶質濃度高於正常溶劑濃度的溶液噴射入低壓區域時所發生的過程結合起來理解。在這一情況下，壓力驟降使得高度過飽和率成為產生嚴重的溶質成核的原因。如果嚴重的成核作用從所有溶解的前體中迅速地耗盡溶劑，那麼就會增加小前體顆粒的增生。參見D.W.Matson、J.L.Fulton、R.C.Petersen和R.D.Smith的「超臨界流體溶液的快速膨脹粉末、薄膜和纖維的溶質形成」，Ind.Eng.Chem.Res.，26，2298(1987)；H.Anderson、T.T.Kodas和D.M.Smith的「粉末的汽相處理等離子體合成和氣溶膠分解」，Am.Ceram.Soc.Bull.，68，996(1989)；C.J Chang和A.D Randolph的「從超臨界流體中沉澱微尺寸的有機顆粒」，AIChE雜誌，35，1876(1989)；T.T.Kodas的「通過氣溶膠處理產生複合的金屬氧化物超導的陶瓷顆粒和膜」，Adv.Mater.，6，180(1989)；E.Matijevic的「細小顆粒科學和技術」，MRS Bulletin，14，18(1989)；E.Matijevic，「細小顆粒第II部分形成機理和應用」MRS Bulletin，15，16(1990)；K.P.Johnston和J.M.L.Penniger編輯的超臨界流體科學與技術一書中第355頁的R.S.Mohamed、D.S.Haverson、P.G.Debenedetti和R.K.Prud′homme的「超臨界混合物膨脹後的固體形成」，美國化學學會，Washington，DC(1989)；R.S.Mohamed、P.G.Debenedetti和R.K.Prud′homme的「加工條件對於由超臨界混合物得到的晶體的影響」，AIChEJ.，35，325(1989)；J.W.Tom和P.G.Debenedetti的「通過超臨界溶液的快速膨脹形成可生物腐蝕的聚合物微球和微粒」，Biotechnol.Prog.7，403(1991)。顆粒對於形成薄塗層是不適宜的，但是在形成粉末的過程中可能是有利的。
因此，與無例外地都在超臨界溫度以上依靠溶劑的快速膨脹運行的非加熱裝置相比，加熱的霧化器提供了額外的優點，即(1)所用溫度可使前體-溶劑混合物霧化程度得到良好控制，以及(2)前體的嚴重成核可以避免，同時仍然具有超臨界霧化的優點。可以產生超聲速形成馬赫盤形區(mach disk)，這額外地有利於霧化。向釋放的霧化材料中加入氣體有助於引導物流，並能夠確保得到所需的燃燒混合物。
通過調節進入霧化裝置的熱輸入，可以使液體溶液汽化至不同程度。不向霧化裝置中輸入熱量的話，超臨界溫度較高的液體(它們在STP下是液體)的液態溶液能夠以明顯遠離超臨界狀態的液流形式流出。這會使得形成很差的火焰，可能產生不希望的液體與底材的接觸。縮小噴嘴處液態溶液與其超臨界溫度之間的溫差能夠使得液態溶液分解成液滴，形成霧狀，從霧化裝置中釋放出去。在短距離後這些液滴汽化、由此變得看不見了。隨著霧化裝置處接近超臨界溫度，液態溶液液滴的尺寸變小，溶液汽化的距離變短。使用這一霧化器，蒸汽霧滴的尺寸用氣溶膠汽化測試器來測定，所得的霧滴尺寸低於儀器檢測限度1.8微米。
進一步提高熱輸入產生了尖嘴(tip)處無噴霧的狀態，即完全汽化。不希望受到理論的束縛，溶液的這一行為可能是因為試劑和溶劑的總體超臨界性能所致。前體在超臨界溫度較低的溶劑(它們在STP下是氣體)中的溶液行為相似，但是從尖嘴(也被稱為「噴嘴」或「限流器」)中噴出的溶液即使沒有熱輸入也不會形成液流。得到最佳溶液汽化所需的熱量主要取決於溶液的熱容量以及溶劑的超臨界溫度與噴嘴附近環境溫度之間的溫差。
需要將體系的壓力和溫度(在汽化之前)保持在溶液的沸點和超臨界點之上。如果壓力降至液相線壓力或臨界壓力以下，同時溫度在沸點以上，那麼在管道中於尖嘴之前就會發生溶劑的汽化。這樣就留下溶質，它們會積聚並堵塞霧化裝置。類似地，壓力較好的是在超臨界區域中足夠高以使得流體更象液體。類似液體的超臨界流體是比更象氣體的超臨界流體更好的溶劑，進一步降低了溶質堵塞霧化裝置的可能性。如果前體與前體的相互作用高於溶劑和前體之間的強度，那麼溶劑-前體鍵會斷裂，有效地將前體從溶液中析出。然後前體分子會形成團粒，粘結在霧化裝置上並堵塞限流器。在大多數情況下該問題可以通過將汽化點從尖嘴內部移動到尖嘴末尾處來解決，這一汽化點移動可以通過降低進入霧化裝置的熱輸入來完成。另一解決途徑是使用一種與前體形成更強的鍵的溶劑，以形成更穩定的溶液。尖嘴處的少量噴霧通常產生最好質量的薄膜。如果溶液的溫度太高或太低，會形成納米或微米級的材料球粒。如果需要形成緻密的塗層，這些球粒是有害的。
如果達到無噴霧狀態，澱積就在臨界溫度以上進行。火焰加熱和與外部氣體混合使得STP液態溶劑免於冷凝和形成液滴。在無噴霧的情況下，霧化和相互混合非常好，但是流動穩定性降低，產生相對於尖嘴方向從一側竄至另一側的火焰。在這種火焰行為的情況下，雖然仍然能夠進行澱積，但是難以澱積形成厚度均勻性要求嚴格的膜。此外，必需將釋放之前溶液的溫度保持在溶質沉澱或反應和沉澱的溫度之下。當使用溶劑混合物時，可能在加熱過程中越過不混溶性的亞穩均相極限線。這使得產生兩個獨立的相，由於溶質的溶解度不同，因此兩個相中的濃度可能不同。這可能會影響在高的霧化溫度時形成前體和產物球粒。所有這些因素都表明，如果需要的話使溶液在直至尖嘴之前儘量少受熱是有利的，它能使得可能不需要的物質平衡狀態沒有足夠的時間發生。因此所澱積的膜的結構可以受到精確地控制。
由於這一控制，可能產生許多種膜的微結構。通過提高溶液濃度，使得可能隨著溶液濃度的提高而產生澱積速率的提高和以下微結構的變化由緻密到多孔、由有金屬光澤到無光澤、由光滑到粗糙、由柱狀到小丘狀、以及由薄到厚。還可以製得漸變和多層的塗層。多層可以通過向一個單獨的火焰供應含不同前體的溶液來形成。順序的多層澱積焰可以用來提高製造應用的生產量。其它一些控制澱積參數的因素包括控制表面擴散和成核的底材表面溫度；控制邊界層厚度從而控制澱積速率的壓力；溶液組成和混合氣體會改變所澱積的材料，從而改變塗層生長習性；火焰和等離子體能量水平會影響反應在何處發生和蒸汽穩定性；而離底材的距離會影響從噴霧到反應至澱積的時間，它能夠使得顆粒形成或增加擴散時間形成較大的團粒。此外，電場和磁場會影響一些材料的生長習性，或者提高澱積效率。本領域普通技術人員會認識到，如此的電場和磁場會影響一些氣相澱積材料的生長習性，並改變具體的澱積速率和效率。
因為溶液加熱的霧化器所需的能量輸入對於不同的前體/第一溶劑/第二溶劑的溶液而言會有變化，所以較好的是用第一溶劑對第二溶劑比例恆定的溶液澱積多層薄膜。這樣的話，當由一種溶液轉換為另一種溶液時，不必改變輸入霧化器的能量。這一方案的簡化提高了性能和可靠性，同時降低了成本。此外，可以使底材經過含不同試劑的火焰以製得所需多層。
當溶液提供用於燃燒的燃料時，高達0.1摩爾的濃度可得到緻密塗層，這與材料有關。大多數材料的較佳濃度為高達0.01摩爾。擴散性和遷移率較差的材料需要溶液濃度低於0.002。對於大多數材料而言，低於0.0001摩爾的溶液濃度會得到非常慢的澱積速率。添加可燃材料的火焰澱積可以具有較高的濃度，甚至是超過1M，但是為了前體較好地形成蒸汽，高濃度不太適宜，除非該前體或這些前體的蒸汽壓力高。低蒸汽壓力前體的溶液濃度較好的是低於0.002摩爾。
不希望受到理論的束縛，理解本發明的澱積技術原理是基於CVD不局限於表面上的反應這一發現是很有幫助的。參見Hunt，A.T.的「燃燒化學氣相澱積，一種新型的薄膜澱積技術」，博士論文Georgia Inst.of Tech，Atlanta，GA.，(1993)；Hunt，A.T.「預底材反應CVD和蒸汽的定義」(″Presubstrate Reaction CVD，and aDefinition for Vapor″)發表於第13屆CVD國際會議，Los Angles，CA(1996)，這些內容參考結合於本發明中。反應可以主要發生在氣流中，但是所得的澱積材料必需在尺寸上是低於臨界的，以得到具有氣相澱積微結構的塗層。這些發現表明，蒸汽由能夠吸附在底材上並易於擴散進入低能位置或結構的單獨原子、分子或納米糰粒組成的。因此，最大團粒尺寸必須隨底材溫度降低而降低，因為臨界核尺寸也隨溫度降低而降低。本領域普通技術人員已知，在溶劑蒸發後留下試劑團粒，團粒的尺寸與試劑的蒸汽壓力、初始的霧滴尺寸和溶液濃度。因此，低蒸汽壓力試劑的霧化(因此不會在火焰中氣化)必須非常細以形成蒸汽。
較佳的液體溶劑是低成本溶劑，包括但不限於乙醇、甲醇、水、異丙醇和甲苯。水溶液必須加入先在的火焰中，而可燃溶劑本身可用來形成火焰。較好的是用溶液形成火焰本體而不是將溶液加入火焰中，但這不是必須的。較低的試劑濃度可得到這樣的結果，它有助於形成低於臨界核尺寸的材料。
一個較佳的溶劑和第二溶液流體是丙烷，它在STP下是氣體。然而必須注意到，許多其它溶劑體系也可以使用。例如，參見CRC Handbook of Chemistry andPhysics，CRC Press，Boca Raton，Florida。較好的是丙烷，因為它成本低、可從市場上購得並且安全。許多低成本的有機金屬化合物可以用於主要含丙烷的溶液。為了便於處理，可以將初始前體溶解在甲醇、異丙醇、甲苯或其它與丙烷相容的溶劑中。然後將該初始溶液放在容器中，向該容器中加入液態丙烷。丙烷於室溫時只有在約100psi以上才是液體。所得溶液的超臨界點比初始溶液低得多，它降低了霧化器所需的能量輸入，使霧化變得容易了。此外，第一溶劑的作用是提高丙烷的極性溶解度，從而對於許多試劑，使其溶液濃度高於單獨用丙烷所得的溶液濃度。作為一般的規則，第一溶劑的極性應隨著溶質(前體)極性的增加而增加。因此，異丙醇比甲苯更有助於極性溶質的溶解度。在一些情況下，第一溶劑用作第二溶劑和溶質上配位體之間的屏障。一個例子是乙醯丙酮化鉑[Pt(CH3COCHCOCH3)2]溶解在丙烷中，其中前體/第一溶劑和第一溶劑/第二溶劑之間的重量比可以高於其它體系所需的該重量比。
氨被認為是用於澱積塗層和粉末的第二溶劑並進行了試驗。雖然氨是一種能夠與一些硝酸鹽基前體相容的廉價溶劑，但是它不易與其它第二溶劑一起使用，而純氨的普遍腐蝕性會產生問題。在不加入前體的情況下對氨的霧化性能進行了測試，所用的壓力容器在試驗之後被顯著地腐蝕了，即使使用惰性型號316的不鏽鋼容器也不例外。與烴基溶劑形成對比，氨僅僅在數分鐘之後就使得Buna-N和Viton墊圈失效。即使有合適的墊圈還是會產生問題，因為所需塗層或粉末通常必須不含痕量的鐵或其它從壓力容器壁上浸出的元素。然而，可以使用如EPDM彈性體這樣的材料。
其它經過試驗並可使用的類似氣體的第二溶劑包括乙烷、乙烯、乙烷/乙烯混合物、丙烷/乙烯混合物和丙烷/乙烷混合物。由乙烷和鉑的金屬有機化合物的超臨界混合物澱積得到了鉑薄膜。
一個有用的溶劑和第二溶液流體是丙烷，它在STP下是氣體。然而必須注意到，許多其它溶劑體系也可以使用。例如，參見CRC Handbook of Chemistry andPhysics，CRC Press，Boca Raton，Florida。較好的是丙烷，因為它成本低、可從市場上購得並且安全。許多低成本的有機金屬化合物可以用於主要含丙烷的溶液。為了便於處理，可以將初始前體溶解在甲醇、異丙醇、甲苯或其它與丙烷相容的溶劑中。然後將該初始溶液放在容器中，向該容器中加入液態丙烷。丙烷於室溫時只有在約100psi以上才是液體。所得溶液的超臨界點比初始溶液低得多，它降低了霧化器所需的能量輸入，使霧化變得容易了。此外，第一溶劑的作用是提高丙烷的極性溶解度，從而對於許多試劑，使其溶液濃度高於單獨用丙烷所得的溶液濃度。作為一般的規則，第一溶劑的極性應隨著溶質(前體)極性的增加而增加。因此，異丙醇比甲苯更有助於極性溶質的溶解度。在一些情況下，第一溶劑用作第二溶劑和溶質上配位體之間的屏障。一個例子是乙醯丙酮化鉑[Pt(CH3COCHCOCH3)2]溶解在丙烷中，其中前體/第一溶劑和第一溶劑/第二溶劑之間的重量比可以高於其它體系所需的該重量比。
氨被認為是用於澱積塗層和粉末的第二溶劑並進行了試驗。雖然氨是一種能夠與一些硝酸鹽基前體相容的廉價溶劑，但是它不易與其它第二溶劑一起使用，而純氨的普遍腐蝕性會產生問題。在不加入前體的情況下對氨的霧化性能進行了測試，所用的壓力容器在試驗之後被顯著地腐蝕了，即使使用惰性型號316的不鏽鋼容器也不例外。與烴基溶劑形成對比，氨僅僅在數分鐘之後就使得Buna-N和Viton墊圈失效。即使有合適的墊圈還是會產生問題，因為所需塗層或粉末通常必須不含痕量的鐵或其它從壓力容器壁上浸出的元素。然而，可以使用如EPDM彈性體這樣的材料。
其它進行試驗的溶劑和溶劑混合物得到類似的質量，但是更難以使用，因為它們的沸點明顯較低，這需要冷卻溶液或非常高的壓力。由於丙烷的易處理性使其成為較佳的溶劑，但是在不能使用丙烷的情況下(如當不能找到溶解於丙烷的前體時)其它超臨界溶劑可作為丙烷的替代品。如果需要的話，其它流體可用來進一步降低超臨界溫度。
一種加熱方法是對噴嘴端(在此前體溶液噴射入低壓區)和限流管後部之間施加電流。這一直接加熱限流管的方法由於響應時間短而便於快速改變霧化情況。可以通過提高尖嘴和連接尖嘴的電線之間的連接電阻來使最強加熱的位置朝尖嘴移動。薄壁限流管的電阻大於厚壁限流管，使響應時間縮短。可以應用其它加熱方法，已經研究了一些方法，包括但不限於遠程電阻加熱(remote resistiveheating)、長燃火焰加熱(pilot flame heating)、感應加熱和雷射加熱。本領域普通技術人員能夠容易地確定用於調節霧化器出口孔處溫度的其它適宜的加熱裝置。
遠程電阻加熱使用安裝在電加熱管內部的非導電性限流管。該非導電性管緊配合在導電管內部。嚮導電管施加電流對該管加熱，能量將傳輸入內部的非導電性限流管中。與直接加熱限流管的方法相比，該方法需要較大的加熱電流，顯示較長的響應時間，這在某些狀況下是有利的，因為響應時間提高可得到程度高的熱穩定性。另一方面，長燃火焰加熱和雷射加熱分別使用長燃火焰和雷射的能量來加熱限流管。加熱限流管可以使限流管的尖嘴處於長燃火焰或雷射中的直接加熱方式進行，或者以加熱較大的外層管的間接加熱方式進行。因為需要傳輸入溶液的能量相當大，所以被加熱的管子較好的是具有比直接電加熱或遠程電加熱情況更厚的壁。外層管子與引燃火焰或雷射接觸時允許使用薄壁的限流管。
現參考圖2和圖3，示出了使用超臨界霧化來澱積膜和粉末的設備200。該設備200包含速度固定或可變的泵1，它將試劑傳輸溶液2(也稱為「前體溶液」)從溶液容器3泵壓入霧化器(也稱為「噴霧器」或「汽化器」)4中。圖3是更詳細說明霧化器4的插圖。前體溶液2被泵壓從前體溶液容器3經過管線5和過濾器6進入霧化器4中。然後，將前體溶液2泵壓入溫度恆定或可變的受控的限流器7中。加熱可以用許多方式來完成，包括但不限於電阻電加熱、雷射加熱、感應加熱或火焰加熱。對於電阻電加熱，交流或直流電流都可以使用。連接限流器7的接頭8中的一個較好的是放在非常靠近限流器7尖嘴的地方。在通過直流源加熱的情況下，該接頭8或極可以是正的或負的。另一個極9可以連接在外殼10內部或外部、沿限流器7的任何其它地方。對於特殊應用(如塗覆管子內部)，這種情況下霧化器總體積小是有利的，較好的是在外殼10後部與限流器7相連或者在外殼10內部連接。外殼10後部的氣體連接以在線的排列方式示出，但是也可以不影響設備200功能的任何其它方式進行排列。
細的氣體A供應管線11，大多數情況下為1/16″ID，將可燃氣體混合物運送到小出口12，在那裡該氣體混合物能夠用作穩定的長燃火焰來燃燒通過限流器7供應的前體溶液，較好的是在限流器7的2.5釐米的範圍內。氣體A的供應通過流量控制器13來進行監控，並控制氣體A混合物的各組分14和15的流動。在靠近或位於霧化器4中的混合″T″形接頭16中，對氣體A的燃料組分14和氧化組分15進行混合。這一後期混合出於安全的原因是適宜的，因為它降低了回燒的可能性。外殼10內部的配送通道將供氣管線11與氣體A進料口17連接起來。氣體B供應管線18用來輸送來自供應處19的氣體B，以使得它與噴霧溶液的噴射液進行良好混合。在大多數情況下利用高速氣流。一些氣體B的供氣孔20(大多數情況下為6個，可以使用更多或更少的孔，這取決於具體用途)位於限流器7的周圍，提供氣體B以使得到所需的流動方式。氣流B的流動性能受到以下這些因素的影響氣體B貯器21中氣體B的壓力、由流量控制器13測得的流量、管線5的直徑和供氣孔20的數目。或者，可以使氣體B流經與限流器7同軸並環繞其的較大管子。一旦前體溶液2被泵壓入前體供應管線22，前體溶液的溫度就被由電源23決定的流經限流器7的電流所控制(在電加熱的情況下)。然後可以調節該加熱電流以使得發生合適量的霧化(噴霧、汽化)。然後，這一穩定的長燃火焰能夠引燃噴霧的反應性噴射液，並在底材24上澱積粉末或膜。
已經用本發明所述的方法和設備澱積了許多不同的塗層。雖然在大多數情況下使用丙烷作為超臨界第二溶劑(即少量的高前體濃度的第一溶劑與大量第二溶劑混合)，但是也使用過其它溶劑。其它可能的第二溶劑包括，但不限於N2O、乙烯、乙烷和氨。
本領域的普通技術人員會認識到，本發明的方法和設備可以塗覆幾乎所有的底材。如果底材能夠承受加工過程中所得熱氣體的溫度和狀態的話，該底材就可以被塗覆。底材可以使用冷卻裝置(本文於別處會說明)，如噴水來冷卻。但是當底材表面溫度較低時，由於相關的擴散速率低所以不可能得到許多材料的緻密或結晶塗層。此外，在熱氣體中的底材穩定性可以通過使用低溫低壓火焰，採用或不採用額外的底材冷卻來得到進一步解決。
已經提出了用於CCVD澱積膜和粉末的多種化學前體，本文中再提出其它一些化學前體。除了能提供金屬或準金屬元素以外，要求任何用於CCVD的化學前體能溶於合適的載體溶劑中，最好是溶於丙烷中。而且，如果前體溶液要含有多於一種金屬和/或準金屬的前體的話，化學前體必須可互相溶解在合適的載體溶劑中並且在化學上相容。如果前體不能高度溶解在第一溶劑(如丙烷)中，那麼它可以先溶解在第二溶劑(如甲苯)中，隨後作為在第二溶劑中的溶液引入第一溶劑中，條件是當該溶液引入第一溶劑中時化學前體不會沉澱。而且，選擇化學前體時也應考慮到成本問題。
如果當化學前體的混合物被用來澱積特定組成的層或粉末時，最好在不加入任何附加溶劑的情況下這些前體能夠結合成均勻的「預溶液(pre-solution)」。否則，需要所有的化學前體互溶於一種共同溶劑中，溶劑越少越好，作為「預溶液」。當然，這些要求的性能有助於運輸和處理，特別是當預期的第一溶劑是丙烷或在室溫下為氣相的其它材料時。雖然希望能夠提供「預溶液」，但是認為能將化學前體互溶於一種或多種溶劑的澱積溶液中，不論是作為該溶液製備和出售或是在現場製備成澱積溶液也都是可接受的。
對於澱積，載體溶劑中前體化合物的總濃度通常約在0.001-2.5％(重量)之間，較好的約在0.05-1.0％(重量)之間。
對於大多數CCVD澱積，較好的是將前體溶解在有機溶劑中。然而，對於本發明針對的電阻材料而言，碳與電阻材料的共沉澱物是不希望的。一些材料(如鎳)對碳具有高親合力。因此，這些材料的前體較好的是溶解在水溶液和/或氨溶液中，在該情況下，水溶液和/或氨溶液和/或N2O溶液會吸入用於CCVD的氫/氧火焰中。
與其它澱積方法相比，與較佳霧化裝置一起應用的CCVD的優點之一是含一種或多種溶解的化學前體的前體溶液被霧化成接近超臨界的液體，或者在一些情況下霧化成超臨界流體。因此，燃燒並澱積在底材上或以粉末形式澱積的一種或多種前體的量與各個化學前體和一種或多種載體溶劑的相對蒸汽壓力無關。這不同於常規的CVD方法，常規CVD方法中必須為每種欲被汽化的化學前體(通常在載氣中)提供單獨的供氣管線以向CVD爐供氣。此外，某些常規CVD前體會歧化，這使得難以均勻地提供該化學前體，這又一個問題通過CCVD技術容易地得到解決。
圖7和圖8示出了控制氣氛的燃燒化學氣相澱積(CACCVD)設備。塗料前體710與液體介質712在包含混合或儲存器716的形成區714內混合。前體710和液體介質712形成一流動的物流，經泵718加壓、過濾器720過濾、通過導管722加入霧化區724中，從該霧化區中液流相繼流經反應區726、澱積區728和隔離區730。不需要通過混合塗料前體710和液體介質712形成真正的溶液，只要塗料前體在液體介質中足夠細碎。然而，最好是形成溶液，因為一般來說這樣能得到更均勻的塗層。
流動物流進入霧化區724時霧化。霧化可以通過用於霧化流動液流的已知技術來完成。在圖示設備中，當流動物流從管道722中出來時，緊靠該液流周圍排放高速的霧化用氣體，如此進行霧化。該霧化的氣流由貯氣筒或其它高壓氣體源提供。在圖示實施方案中，高壓氫(H2)既用作霧化用氣體又用作燃料。霧化用氣體由氫氣筒732通過調節閥734、流量計736通入管道738中。管道738與管道722同軸延伸至霧化區，在霧化區中兩根管道終止，使得高速的霧化用氫氣與流動液流接觸，從而使該液流霧化成懸浮在周圍的氣體/蒸汽中的細顆粒流。該細顆粒流進入反應區726中，在該反應區中液體介質蒸發，塗料前體反應形成經反應的塗料前體，這通常包括將塗料前體解離成其組分的離子，得到流動的離子顆粒或等離子體。該物流/等離子體被送入澱積區728中，在該澱積區中經反應的塗料前體與底材740接觸在其上澱積塗層。
也可以在液體介質/塗料前體的物流從管道722中出來時，朝它直接噴射霧化用氣流來霧化流動物流。或者，當液流從管道722中出來時直接施加超聲或類似能量即可完成霧化。
液體介質的蒸發和塗料前體的反應需要在流動物流離開反應區以前向其輸入相當大的能量。該能量輸入可以在該物流經過管道722時或者在霧化區和/或反應區中進行。該能量輸入可以通過多種已知的加熱技術來完成，所述加熱技術如電阻加熱、微波或RF加熱、電感應加熱、輻射加熱、將流動物流與遠程加熱的液體或氣體混合、光子加熱(如雷射)等。在圖示實施方案中，是在流動物流經過反應區時燃燒與該物流直接接觸的燃料和氧化劑來完成能量輸入。這一相對較新的技術被稱為燃燒化學氣相澱積(CCVD)，更完整地描述於結合於本發明中的美國專利No.5,652,021。在圖示實施方案中，燃料氫氣由氫氣筒732、通過調節閥、流量計742加入管道744中。氧化劑(氧氣)由氧氣筒746經過調節閥748和流量計750加入到管道752中。管道752與管道744同軸延伸，管道744在管道722和738周圍同軸地延伸。氫氣和氧氣一從它們各自的管道中出來就燃燒形成燃燒產物，它在反應區726中與霧化液體介質和塗料前體混合，從而加熱並使得液體介質蒸發和塗料前體反應。
至少環繞在反應區初始部分周圍的流動的惰性氣體屏障將反應性氣體與存在於反應區附近儀器中的物質隔離開來。一種惰性氣體如氬氣由惰性氣體筒754經過調節閥756和流量計758加入到管道760中。管道760與管道752同軸延伸。管道760延伸出其它管道722、738、744和752以外，延伸至靠近底材的地方，在該處它與底材740一起形成澱積區728，在該澱積區中於底材上澱積通常為管道760截面形狀的塗層762。當惰性氣體流出氧氣管道752的末端，它最初形成延伸在反應區周圍的流動屏障，將反應區中的反應組分與管道760隔離開來。當惰性氣體沿管道760前進時，惰性氣體與反應區中的氣體/等離子體混合，變成進入澱積區728的流動物流的一部分。
最初點燃氫氣和氧氣需要一個點火源。單獨的手動操作的點火裝置足以適用許多場合，然而使用這一裝置需要暫時降低惰性氣流直至形成了穩定的火焰峰。在一些情況下，整個氣流可能太大以致於不能形成獨立穩定的火焰峰。在該情況下，需要提供一個點火裝置，它能夠在可燃氣體進入反應區時連續或半連續地點燃它們。可以使用的點火源的例子是長燃火焰或產生火花的裝置。
在澱積區728中，經反應的塗料前體在底材740上澱積塗層762。流動物流的剩餘部分由澱積區流經隔離區730排放到環境或周圍的氣氛中。隔離區730的作用是防止澱積區被環境氣氛的組分所沾汙。當流動物流經過隔離區730時其高速是該區的特點。在大多數塗覆場合中，通過要求流動物流在經過隔離區時達到至少50英尺/分鐘的速度，可以基本上消除澱積區被環境大氣的組分所沾汙的可能性。在那些對沾汙更加高度敏感的塗覆操作(如製備TiN或WC)中，通過要求流動物流達到至少100英尺/分鐘的速度可以基本上消除環境大氣沾汙澱積區的可能性。
在圖7的實施方案中，護環(collar)764與接近澱積區728的管道760末端相連，並垂直於該管道末端延伸出去。隔離區730是護環764和底材740之間的地方。使護環成形得到靠近底材表面的適順表面766，由此得到一條供氣體從澱積區排放到環境大氣中的較小間隙。護環的適順表面764和底材之間的間隙足夠小以使得對於護環和底材之間通道的至少一部分而言，要求排氣達到隔離區所需的速度。為了這一目的，將護環762的適順表面764成形為基本上平行於底材740表面而放置。如圖示實施方案中，當底材740表面基本上為平面時，護環的適順表面也基本上是平面。
在管道760末端附近發生的邊緣效應(如升高溫度和殘留的反應組分)能夠將澱積區延伸至正對著管道760末端前面的底材區域之外。護環764應該從它與管道760的連接處向外延伸一段距離，此段距離足以防止由於可能的文丘裡效應而導致環境氣體回混入澱積區中。並且確保澱積區的整個區域(它已因先前所述的邊緣效應而擴大了)由於高速排氣吹過護環和底材之間區域而避免環境氣體的回流。擴大的護環確保了整個擴大的澱積區中防止沾汙。護環的直徑應該是管道760內徑的至少2倍，較好的應為管道760內徑的至少5倍。管道760的內徑通常在10-30毫米的範圍內，較好的是在12-20毫米的範圍內。
在操作中，護環764位於與待塗覆底材740的表面基本上平行的地方，距底材表面1釐米或更短的距離。較好的是，護環和底材的相對表面隔開2-5毫米。定距裝置(如三個固定或可調的銷釘，圖中未示出)可裝在護環上以幫助保持護環和底材之間適宜的間距。
圖7所示的實施方案對於向太大或不便於在經特別控制的環境(如真空室或淨化室)中進行處理的底材施塗塗層而言是特別有利的。這一圖示的塗覆技術是有利的，因為它可以在環境壓力條件下和更方便的「現場」場地來完成。一系列同軸的管道722、738、744、752和760形成了塗覆頭768，它可以由較小的柔軟管來提供，並且足夠小至可攜帶。大底材可以用如下幾種方式來塗覆一是使塗覆頭按柵格或類似圖案沿底材反覆地橫向移動；一是將底材橫向移動，而一排塗覆頭排列成可累積地提供均勻的塗層；一是掃描(raster)一排塗覆頭。本技術除了能夠在以前因太大以致於不能塗覆的製品上得到薄膜塗層以外，還能在以前於真空條件下進行塗覆的較大單元底材上得到塗層。通過塗覆這些較大單元的底材能夠提高生產經濟效率，尤其是涉及底材的大批量生產時。
圖7和圖8所示的實施方案還特別適用於製造對氧化敏感的塗層，如大多數金屬塗層。為了得到這些塗層，將燃料通過管道744加入霧化的液體介質和塗料前體附近，同時通過管道752加入氧化劑。通過管道738加入的霧化用氣體和/或通過管道722加入的液體介質可以是具有燃燒值的材料，它們可以是與塗料前體反應的材料，或者它們可以是惰性材料。當製得的塗料或塗料前體材料對氧氣敏感時，在反應和澱積區中保持還原氣氛，這可以完成如下確保加入的氧化劑總量限制在低於向反應區中提供的燃料完全燃燒所需量的水平，也就是說以低於化學計算量提供氧化劑。一般來說，燃料的過剩量是受限制的，以便當殘餘的熱氣體與大氣中的氧混合時，限制火焰區的發展。當製得的塗料和前體材料是耐氧氣或通過氧氣存在增強時(如製造大多數氧化物塗層)，可以通過加入化學計算量或過量的氧化劑來在反應區和澱積區中提供氧化氣氛或中性氣氛。此外，對於耐氧試劑和產品，氧化劑可以通過內部管道744加入，而燃料通過外部管道752加入。
通過管道760提供的惰性氣體必須足以將管道的內表面與反應區中產生的反應性氣體隔開。當該惰性氣體與來自反應區的其它氣體一起加入時，它必須足以提供隔離區所需的氣體速度。
能量輸入可以通過圖7和8所示的燃燒方法以外的機理來完成。例如可如下完成將電流通過管道722以在管道中產生電阻熱，然後當液體介質和塗料前體經過管道時電阻熱轉遞至它們。顯然，當使用燃燒方法以外的方式來進行能量輸入時，722、738、744、752和760這些管道並不是都需要的。當通過一種來自電的能量輸入機理來進行能量輸入時，通常省去管道744和752中的一根或兩者都省去。
經澱積塗層的孔隙度或密度可以通過改變火焰區和底材表面處的澱積區之間的距離來調節。一般來說，縮短這一距離能提高塗層的密度，而增寬這一距離會得到孔隙度更大的塗層。
在圖示CACCVD技術中，反應區通常與燃燒燃料所產生的火焰一起擴張。當然，必須保持火焰區和底材分開足夠的距離，以使得底材不被火焰區更靠近底材表面可能造成的較高溫度所損害。雖然底材對溫度的敏感度隨底材材料而異，但是底材表面處澱積區內的溫度通常比最高的火焰溫度至少低600℃。
當用另一些方法來提供能量輸入時，如在流動物流處於反應區中或達到反應區之前，將它與預熱的流體混合來進行主要的能量輸入時，反應區中所得的最高溫度顯著地低於用燃燒能量輸入得到的最高溫度。在這些情況下，塗層性能可以通過改變反應區和底材表面處的距離來調節，而不必太多地顧慮底材過度受熱。因此，術語反應區和澱積區可用來定義儀器中的功能區，但是並不意味著定義相互排斥的區域，也就是說，在一些情況下塗料前體的反應會發生在底材表面處的澱積區內。
當主要的能量輸入是燃燒火焰以外的方式時，得到較低的最高溫度，這使得能夠使用對溫度敏感的塗料(如一些有機材料)。特別是在電容器、集成電路或微處理機中可以用聚合物進行澱積作為保護性塗層或介電中間層材料。例如，聚醯亞胺塗層可以從其聚醯胺酸前體得來。類似地，聚四氟乙烯塗層可以從低分子量前體得來。
在流動物流離開反應區之前向其輸入能量，通常就不必通過加熱底材向澱積區提供能量，而這是其它塗覆技術通常所需的。在本發明澱積體系中，由於底材是用作散熱器來冷卻存在於澱積區中的氣體，而不是用來加熱這些氣體，因此底材所處的溫度顯著地低於那些需要通過底材向澱積區傳輸能量的體系中所遇到的溫度。因此，CACCVD塗覆方法可用於許多對溫度敏感的底材，而這些底材不能用通過底材加熱的技術來進行塗覆。
寬範圍的前體可以氣體、蒸汽或溶液的形式使用。較好的是使用得到所需形態的最低成本的前體。用於澱積各種金屬或準金屬的合適的化學前體如下，但並不局限於這些例子Pt 乙醯丙酮化鉑[Pt(CH3COCHCOCH3)2](在甲苯/甲醇中)，鉑-(HFAC2)、二苯基-(1，5-環辛二烯)鉑(II)[Pt(COD)在甲苯-丙烷中]硝酸鉑(氫氧化銨的水溶液中)
Mg 環己烷甲酸鎂、2-乙基己酸鎂[Mg(OOCCH(C2H5)C4H9)2]、環己烷甲酸鎂、Mg-TMHD、Mg-acac、硝酸鎂、2，4-戊二酸鎂(Mg-2，4-pentadionate)Si 四乙氧基甲矽烷[Si(OC2H5)4]、四甲基甲矽烷、焦矽酸、矽酸P 磷酸三乙酯[(C2H5O)3PO4]、亞磷酸三乙酯、亞磷酸三苯酯La 2-乙基己酸鑭[La(OOCCH(C2H5)C4H9)3]、硝酸鑭[La(NO3)3]、La-acac、異丙氧化鑭、三(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酸根)合鑭[La(C11H19O2)3]Cr 硝酸鉻[Cr(NO3)3]、2-乙基己酸鉻[Cr(OOCCH(C2H5)C4H9)3]、硫酸鉻、羰基鉻、乙醯丙酮化鉻(III)Ni 硝酸鎳[Ni(NO3)2](在含水氫氧化銨中)、乙醯丙酮化鎳、2-乙基己酸鎳、環烷醇鎳(Ni-napthenol)、二羰基鎳Al 硝酸鋁[Al(NO3)3]、乙醯丙酮化鋁[Al(CH3COCHCOCH3)3]、三乙基鋁、仲丁氧化鋁、異丙氧化鋁、2-乙基己酸鋁Pb 2-乙基己酸鉛[Pb(OOCCH(C2H5)C4H9)2]、環己烷甲酸鉛(lead naphthenate)、Pb-TMHD、硝酸鉛Zr 2-乙基己酸鋯[Zr(OOCCH(C2H5)C4H9)4]、正丁氧化鋯、鋯(HFAC)2、乙醯丙酮化鋯、正丙醇鋯、硝酸鋯鋇 2-乙基己酸鋇[Ba(OOCCH(C2H5)C4H9)2]、硝酸鋇、乙醯丙酮化鋇、Ba-TMHDNb 乙氧化鈮、四(2，2，6，6，-四甲基-3，5-庚二酸根)合鈮Ti 異丙氧化鈦(IV)[Ti(OCH(CH3)2)4]、乙醯丙酮化鈦(IV)、二異丙氧化二乙醯丙酮化鈦、正丁氧化鈦、2-乙基己酸化鈦、氧化二(乙醯丙酮化)鈦Y 2-乙基己酸釔[Y(OOCCH(C2H5)C4H9)3]、硝酸釔、異丙氧化釔、環己烷甲酸釔(Y-napthenoate)Sr 硝酸鍶[Sr(NO3)2]、2-乙基己酸鍶、Sr(TMHD)Co 環己烷甲酸鈷、羰基鈷、硝酸鈷Au 氯化三乙基膦合金(I)、氯化三苯基膦合金(I)B 硼酸三甲酯、B-三甲氧基環硼氧烷K 乙氧化鉀、叔丁氧化鉀、2，2，6，6，-四甲基庚烷-3，5-二酸鉀Na 2，2，6，6-四甲基庚烷-3，5-二酸鈉、乙氧化鈉、叔丁氧化鈉Li 2，2，6，6-四甲基庚烷-3，5-二酸鋰、乙氧化鋰、叔丁氧化鋰Cu Cu(2-乙基己酸根)2、硝酸銅、乙醯丙酮化銅Pd 硝酸鈀(在氫氧化銨水溶液中)(NH4)2Pd(NO2)2、乙醯丙酮化鈀、六氯合鈀酸銨(ammonium hexochloropalladium)Ir H2IrCl6(在50％乙醇水溶液中)、乙醯丙酮化銥、羰基銥Ag 硝酸銀(在水中)、硝酸銀、氟代乙酸銀、乙酸銀、環己烷丁酸銀、2-乙基己酸銀Cd 硝酸鎘(在水中)、2-乙基己酸鎘Nb 2-乙基己酸鈮Mo (NH4)6Mo7O24、Mo(CO)6、二氧化二(乙醯丙酮化)鉬Fe Fe(NO3)3·9H2O、乙醯丙酮化鐵Sn SnCl2·2H2O、2-乙基己酸錫、Sn-四正丁基錫、四甲基錫In In(NO3)3·xH2O、乙醯丙酮化銦Bi 硝酸鉍、2-乙基己酸鉍Ru 乙醯丙酮化釕Zn 2-乙基己酸鋅、硝酸鋅、乙酸鋅W 六羰基鎢、六氟化鎢、鎢酸在澱積金屬前體和/或準金屬前體混合物的大多數情況下，澱積物通常是與反應混合物中前體所提供的金屬和/或準金屬的相對比例成化學計算量關係。然而，這一關係既不精確也沒有完全的可預測性。雖然如此，它在得到所需組成的塗層或粉末的過程中沒有產生任何明顯的問題，因為得到所需組成的塗層或粉末所需的化學前體的相對量可以容易地確定而無需對任何一組塗覆參數作過多的試驗。一旦在一組塗覆參數下確定了得到所需組成的塗層或粉末的化學前體的比例，該塗覆能夠以高度可預測的結果進行重現。因此，如果需要塗層或粉末含有特定的預定比例的兩種金屬，那麼可以從含有預定的化學計算量比例的兩種金屬的兩種化學前體開始。如果確定兩種金屬不會以預定的比例澱積的話，就對兩種前體化學物質的相對量作調節直至澱積材料中得到所需比例的金屬。然後，這一經驗決定的量將成為將來澱積的依據。
CCVD具有能夠澱積非常薄、均勻的層的優點，所述層可以用作埋入式電容器和電阻的介電層。對於埋入式電阻，澱積層的厚度通常至少約40埃。材料可以澱積至任何所需的厚度；然而，對於用CCVD形成電阻層，厚度很少超過50,000埃(5微米)。通常膜厚在100-10,000埃的範圍內，最常見是在300-5000埃的範圍內。因為電阻層越薄，電阻越高、材料越省(例如用鉑時)，能夠澱積非常薄的膜是CCVD方法的一個優點。塗層薄還有助於加工過程中迅速蝕刻，通過該蝕刻形成分立的電阻(discrete resistors)。
用CCVD製得的塗層的例子包括由四乙氧基甲矽烷[Si(OC2H5)4]在異丙醇和丙烷中的溶液得到的二氧化矽塗層；由乙醯丙酮化鉑[Pt(CH3COCHCOCH3)2]在甲苯和甲醇中的溶液製得的鉑塗層；由硝酸鑭在乙醇中、硝酸鉻在乙醇中和硝酸鎳在乙醇中的溶液製得的摻鎳LaCrO3塗層。
電阻的電阻值取決於材料的電阻率和電阻的長度與截面積。雖然從材料效率角度考慮需要非常薄的膜，但是當功率負荷(電流)高時，可能需要較厚的膜。對於需要較厚膜的較高功率負荷要求，需要材料的電阻率較高，例如通過使用摻雜更多的金屬作為電阻材料。
新型的電阻材料可以通過CCVD和CACCVD來澱積，因此可以用CCVD和CACCVD工藝與常規或改進印刷線路板技術相結合來形成多個非常小的分立電阻。通過用CCVD和CACCVD來對導電材料、特別是金屬(如鉑和鎳)與高電阻(介電)材料(如二氧化矽)進行共同澱積，形成新型的電阻材料。發現，非常少量的高電阻材料(如約0.1％-20％(重量))就能極大地降低導電材料的導電性能。例如，鉑雖然是一種優秀的導體，但是當用0.1至約5％(重量)的二氧化矽進行共同澱積時，它可用作電阻，其阻值與共同澱積的二氧化矽含量有關。雖然申請人不希望受到理論的限制，但是認為當用CCVD或CACCVD對導體和少量非導體進行共同澱積時，非導體通常以單個分子或分子納米糰粒的形式在整個導體中均勻地澱積。
對於打算用CCVD或CACCVD來澱積的電阻材料(它是導體金屬和少量介電材料的混合物)，金屬必須能夠在含氧體系中作為零價金屬澱積出來。能用火焰使澱積物為零價狀態的判據是金屬的氧化電勢必須低於澱積溫度時二氧化碳和水的氧化電勢中較低的一個。(在室溫時，水的氧化電勢較低；在其它溫度時，二氧化碳的氧化電勢較低。)能夠容易地用CCVD進行澱積的零價金屬是那些氧化電勢等於或低於銀的金屬。因此，Ag、Au、Pt和Ir可以用直接的CCVD進行澱積。氧化電勢稍高一些的零價金屬可以用提供還原性更強的氣氛的CACCVD工藝來澱積。Ni、Cu、In、Pd、Sn、Fe、Mo、Co和Pb最好用CACCVD來澱積。於此，金屬還包括合金，所述合金是這些零價金屬的混合物。能夠與零價金屬共同澱積的較佳介電材料是金屬氧化物或準金屬氧化物，如二氧化矽、氧化鋁、氧化鉻、二氧化鈦、二氧化鈰、氧化鋅、氧化鋯、氧化磷(phosphorous oxide)、氧化鉍、常用的稀土金屬的氧化物，以及它們的混合物。矽、鋁、鉻、鈦、鈰、鋅、鋯、鎂、鉍、稀土金屬和磷都具有較高的氧化電勢，以致於如果用推薦的用於電阻材料的前體共同澱積任一種上述金屬，這些金屬將以零價狀態澱積，而摻雜劑會以氧化物形式澱積。因此，即使不使用火焰，介電材料也需要具有較高的氧化、磷化、碳化、硝化或硼化電勢，以形成所需的兩相。
此外，對於氧反應性更高的金屬和金屬合金，CACCVD是優選的工藝。即使該金屬能夠用直接CCVD澱積為零價金屬，如果欲澱積於其上的底材易受氧化，較好的是提供經控制的氣氛(即CACCVD)。例如，銅和鎳底材容易被氧化，較好的是用CACCVD在這些底材上進行澱積。
另一種能夠用CCVD以薄層澱積在底材上的電阻材料是「導電氧化物」。尤其是Bi2Ru2O7和SrRuO3是可以用CCVD澱積的導電氧化物。雖然這些材料是「導電」的，但是當它以無定形狀態澱積時其電導率非常低；因此，一薄層這些混合的氧化物可用來形成分立電阻。與導電金屬相似，「導電氧化物」可以用介電材料(如金屬或準金屬的氧化物)進行摻雜，以此提高它們的電阻率。這些混合的氧化物可以澱積成無定形層或結晶層，無定形層往往在低澱積溫度下澱積，而結晶層往往在較高的澱積溫度下澱積。對於用作電阻而言，通常較好的是無定形層，其電阻率高於結晶層的電阻率。因此，雖然這些材料在它們正常的結晶狀態下被歸類為「導電氧化物」，但是無定形氧化物(即使是非摻雜形式)可以得到良好的電阻值。在一些情況下可能需要形成低阻值(1-100Ω)的電阻，可以加入增強導電性的摻雜劑，如Pt、Au、Ag、Cu或F。如果用介電材料(如金屬或準金屬的氧化物)摻雜來提高導電氧化物的電阻率，或者用增強導電性的材料來降低導電氧化物的電阻率的話，這些均勻混合的介電材料或增強導電性的材料的含量通常約在電阻材料的0.1-20％(重量)，較好的是至少約0.5％(重量)。
存在多種其它的「導電材料」，它雖然導電，但是具有足夠的電阻率以形成本發明的電阻。它們的例子包括氧化釔鋇銅和La1-xSrxCoO3，0≤x≤1，如x＝0.5。一般來說，在臨界溫度以下具有超導電性能的任何混合氧化物，在該臨界溫度以上能夠用作電阻材料。從本文以上所描述的前體中合適地選擇前體，可以澱積該多種電阻材料。
為了得到金屬/氧化物電阻材料膜，要提供既含有金屬前體又含有金屬或準金屬的氧化物的前體的前體溶液。例如，為了得到鉑/二氧化矽膜，澱積溶液含有鉑前體，如乙醯丙酮化鉑(II)或二苯基-(1，5-環辛二烯)鉑(II)[Pt(COD)]和含矽前體(如四乙氧基甲矽烷)。這些前體大致按照欲澱積成膜的金屬以及金屬或準金屬(會形成氧化物)的比例來進行混合；然而，對於任何所需的金屬與氧化物的比例，必須憑經驗來確定確切的比例。因此，本發明的用來形成電阻膜的前體溶液含有重量比約在100∶0.2至100∶20之間的形成金屬的前體和形成氧化物的前體。
類似地，當對導電氧化物進行澱積以形成電阻材料層時，須以合適比例提供每種金屬(Bi和Ru，以及Sr和Ru)的前體，以得到正確化學計算量的導電氧化物。同樣，可能要做一些實驗來確定在任一特定的澱積條件下提供前體的精確比例，以得到所需化學計算量的混合氧化物。此外，當用介電性金屬氧化物或準金屬氧化物摻雜導電氧化物以提高意欲澱積材料的電阻率，或者用增強導電性的材料摻雜以降低意欲澱積材料的電阻率時，可加入附加前體以得到少量的金屬氧化物或準金屬氧化物，如佔澱積的摻雜的導電金屬氧化物的0.1-20％(重量)、較好為至少約0.5％(重量)的金屬氧化物或準金屬氧化物。
以上提到的兩種鉑前體的任一種都能溶於甲苯。通過超聲處理(sonification)可使鉑前體的溶解變得容易。能夠方便地向鉑前體的溶液中加入溶於甲醇、異丙醇或甲苯的四乙氧基甲矽烷以形成前體溶液。然後可以用丙烷或其它有機溶劑將該前體溶液進一步稀釋至所需濃度。
一般來說，對於運輸、貯存和加工而言，前體化學物質溶解於普通的液體有機溶劑(如甲苯、異丙醇、甲醇、二甲苯及其混合物)中，(全部的前體化學物質的)濃度約為0.25-20％(重量)，較好的至少約為0.5％(重量)，通常高達約5％(重量)。一般來說，對於運輸和加工而言，希望提供濃縮形式的濃縮液以使得成本最低、可燃液體含量最少。同時必須考慮穩定性，尤其是低溫穩定性(如低至-20℃)，以免過度濃縮的溶液發生沉澱。澱積時，通常進一步稀釋前體溶液，例如將其稀釋於丙烷中，稀釋至(全部前體化學物質的)濃度約為0.005-1.0％(重量)，較好約為0.05-1.0％(重量)，更好不超過約0.6％(重量)。
最重要的可以用CACCVD以摻雜或不摻雜形式進行澱積的金屬中的一種是鎳。鎳價廉，相對於導電金屬(如銅)可以進行選擇性的蝕刻。一種用來通過CACCVD澱積零價鎳的重要前體是硝酸鎳。鎳可以從硝酸鎳的氨水溶液中澱積出來。然而如上所述，較好的是從處於接近超臨界狀態的液體中澱積出來。為此，有利的硝酸鎳載體包括液化氨或液化一氧化二氮(N2O)。一氧化二氮可以加壓至700-800psi進行液化。氨可以通過加壓和/或低溫進行液化。據發現，不論載體是液化氨還是液化一氧化二氮，較好的是加入少量水，即最多約為40％(重量)，較好約為2-20％(重量)的水，(餘量為液化氨或液化一氧化二氮，約為60-100％(重量))。水能提高液化氨或液化一氧化二氮的超臨界點。這使得更易於在充分低於超臨界點的狀態下操作，以使得不會遇到粘度和密度的變化。此外，加入水降低了溶液的不穩定性。(然而，應該理解的是在一些情況下澱積可以在液化氨或液化一氧化二氮中進行而無需添加水。)在這樣的鎳澱積溶液中，鎳前體與用於鎳摻雜劑的任何前體通常以少量存在，即約為0.001-2.5％(重量)。目前用於鎳的較佳摻雜劑是鎳亞磷化物(nickel phosporous)和/或鎳亞磷氧化物(nickel phosphorousoxides)，如磷酸鎳。據信，當使用含磷前體(如磷酸)時，主要的摻雜劑種類是磷酸鎳。水和液化氨或N2O作為載體共溶劑的前體溶液是有利的，因為不存在碳，而碳的存在可能導致碳的澱積。
在製備在液化氨載體中的硝酸鎳前體溶液時，方便的做法可以是將硝酸鎳與任何摻雜劑的前體預溶解在氫氧化銨溶液中，然後將該溶液與液化氨混合。
本文中所述的電阻材料可以製成電阻，可以是埋入式電阻或者是在集成電路或其它電子應用中印刷線路板表面上的電阻。這通常完成如下使用光敏抗蝕劑在電阻材料層上形成一層抗蝕圖案，使用合適的蝕刻劑除去未被抗蝕圖案所覆蓋區域內的電阻材料。對於金屬/氧化物電阻材料層，所選的蝕刻劑是用於電阻材料的金屬組分的蝕刻劑。通常這些蝕刻劑是酸或路易斯酸，如用於銅的FeCl3或CuCl2。硝酸和其它無機酸(如硫酸、鹽酸和磷酸)可用來蝕刻鎳、可澱積的多種其它金屬和導電氧化物。
王水可以用來蝕刻貴金屬，如鉑。王水是一種腐蝕性極強的酸混合物，在本發明中用來蝕刻金屬，尤其是貴金屬，如鉑和金。Au也可以在碘化鉀/碘(KI/I2)溶液中進行蝕刻。因為CCVD使用了火焰，所以易於產生氧化物，只有反應性較差的金屬(即氧化電勢低的金屬)易於澱積成金屬而不是氧化物。最容易澱積的是貴金屬，如鉑和金。當然這些金屬是很昂貴的，但是CCVD的優點是它能用來澱積非常薄但又均勻的膜。因此，用CCVD來澱積薄層貴金屬在許多情況下是可行的。而且，由於貴金屬是非氧化性的，它們用於高質量電子應用的經濟效益可以容易地得到證明。
此外，雖然貴金屬是導體，但是發現，將貴金屬與較少量的氧化物(如二氧化矽或氧化鋁)一同澱積時，澱積所得的材料是高度電阻性的。因此，含有少量(如0.1％-5％)氧化物的金屬(如鉑)可以用作印刷線路板中的電阻。這些材料可以在印刷線路板上澱積成層，然後用印刷線路板技術加工得到分立的電阻。
然而，貴金屬由於其非反應性的性質難以蝕刻，而蝕刻是許多製備印刷線路板工藝中所要求的。王水作為金屬(尤其是貴金屬)在印刷線路板工藝中的蝕刻劑。
王水是由兩種已知酸製得的3份濃鹽酸(12M HCl)和1份濃硝酸(16MHNO3)。因此，鹽酸對硝酸的摩爾比為9∶4，雖然由此比例稍作變化(即6∶4至12∶4)對於本發明的蝕刻目的也是可接受的。由於王水具腐蝕性且壽命有限，因此它不能市售，必須是現場製備。為了降低其腐蝕性，王水可以用水稀釋至高達約水與王水的比例為3∶1。當然用水稀釋會增加蝕刻時間，但是用33％的王水溶液可以實現鉑的良好的蝕刻時間。當然，反應性更強的金屬(如銅)用王水可以更容易地蝕刻。另一方面，貴金屬(如鉑)不會被許多適用於蝕刻銅的材料(如FeCl3或CuCl2)所蝕刻，因此在形成印刷線路板中可以使用多種選擇性蝕刻。
蝕刻的速度取決於數種因素，它們包括王水的強度和溫度。王水較好的是新鮮製備的。一般來說，王水蝕刻是在55-60°的範圍內進行的，儘管這會隨著用途而有所變化。
以下對形成分立電阻的討論是假定使用以鉑為基的電阻材料，因為鉑/二氧化矽是目前較好的CCVD澱積的電阻材料。然而應該理解，可以用其它電阻材料來代替，包括上述金屬/氧化物和導電氧化物的膜。同樣，在以下說明的對銅和以鉑為基的電阻層進行選擇性蝕刻的技術中，應該理解存在著多種可用於本發明多種導體/電阻材料的組合的選擇性蝕刻劑。
在最簡單的形式中，本發明的電阻400僅僅是在絕緣底材402上的一塊或一條薄層電阻材料401(如4c和4d)，它擺放成在每一端都有接觸用銅片403，以提供電阻與電子線路的電連接。底材402可以是柔軟片材(如聚醯亞胺片)、剛性的環氧樹脂/纖維玻璃板，或者甚至是液晶片材。適用於許多場合的合適底材是有機聚合物(如聚醯亞胺)的厚度約為10微米或更薄的膜。於此發現，在最優化澱積參數之後，CCVD可以向絕緣底材(如聚醯亞胺)施用電阻材料層，而不會使底材燃燒或變形。將電阻材料層直接澱積在絕緣底材上通常得到電阻材料層與絕緣底材的良好粘合。一般來說，這一粘合優於使用粘合劑將電阻材料與底材進行粘合的已有技術。分立電阻400如下形成用CCVD在絕緣底材402上澱積一薄層的電阻材料401(4a)，形成圖4a的結構。向電阻材料的外露表面施塗耐化學性光敏抗蝕劑並用常規光成象技術形成圖案，所述抗蝕劑如Morton Electronic Materials出售的Laminar 5038耐王水的抗蝕劑(在鉑蝕刻的情況下)。一般來說，能夠經受酸性非常高的條件(如鍍金條件)的抗蝕劑適宜用作用王水進行蝕刻時的抗蝕劑。如此電阻材料層的外露部分被蝕刻除去，(在以貴金屬為基的電阻材料的情況下使用王水進行蝕刻)剩下一塊塊或一條條的電阻材料401(4b)以形成圖4b的結構。然後，可以在電阻材料條401的兩端施用連接用銅片403，形成圖4c的電阻400。
然後較好的是參見圖5a-5c，用光成象技術形成薄層電阻材料塊401和電連接導電塊403。圖5a示出了一個三層結構409，它包括絕緣底材402、根據本發明用CCVD形成的電阻材料層401(5a)(如Pt/二氧化矽)、以及用CCVD或其它技術(如電解電鍍)形成的導電層403(5a)(如銅)。
圖5a的結構409可以用光成象技術用兩種兩步法中的一種來形成圖案。在一種方法(參見圖5b)中，用一種抗蝕劑覆蓋導電材料層403(5a)，用光成象技術使該抗蝕劑形成圖案，然後在抗蝕劑的外露區域用例如王水蝕刻除去導電材料層和下面的電阻材料層，得到圖5b的結構，它具有形成圖案的電阻材料塊(401(5b))和形成圖案的導電材料塊(403(5b))。接著，施塗第二種抗蝕劑，光成象並顯影。此時，只有導電材料塊(403(5b))的外露部分被蝕刻劑蝕刻除去，由此得到圖4c的電阻結構400。所述蝕刻劑能選擇性地蝕刻導電層而不對電阻材料塊進行蝕刻，例如在Cu作為導電材料層、Pt/二氧化矽作為電阻材料的情況下，蝕刻劑為FeCl3或CuCl2。在另一種方法(參見圖5c)中，形成具有圖案的抗蝕層，用例如FeCl3蝕刻除去導電材料層403(5a)的外露部分，再形成一層具有圖案的抗蝕層，然後用王水蝕刻除去電阻材料層(401(5b))的外露區域，以形成電接觸403，並得到圖4c的電阻結構400。使用兩種方法中的任一種，都能用普通的形成印刷線路的常規光成象技術來形成分立的薄層電阻400。
另一種形成分立電阻的方法是由圖4a所示的具有位於一絕緣底材上的一層電阻材料(如Pt/二氧化矽)的雙層結構開始，使用光敏蝕刻劑方法，在底材上形成一塊塊或一條條的分立電阻材料，得到圖4b所示的結構。接著，例如用電解電鍍在電阻塊或電阻條上形成一層導電材料(如銅)，得到圖5b所示的結構。再施塗一層光敏蝕刻劑並成象，然後蝕刻除去導電材料的外露部分以留下導電的電連接塊403，並得到如圖4c所示的電阻結構400。
雖然圖4c的電阻400可以位於印刷線路板器件的表面，但是在大多數情況下這些電阻是埋入多層印刷線路板中的，如圖6所示，其中在絕緣底材402(如聚醯亞胺)上形成的電阻400埋在附加的絕緣材料層420(如環氧樹脂/纖維玻璃的預浸漬材料)中。
圖9a-g示出了電路化方法的剖面圖，它由導電箔900(如銅箔)開始，用CCVD或CACCVD澱積一層電阻材料905，這一雙層結構由圖9a表示。本方法中所用銅箔的厚度通常約為3-50微米。
然後，向雙層結構的兩面上施塗光敏抗蝕劑層910和915。將覆蓋電阻材料層905的光敏抗蝕劑910暴露於形成圖案的光化輻射下，而覆蓋導電箔900的光敏抗蝕劑915毯式暴露(blanket-exposed)於光化輻射下。然後對光敏抗蝕劑進行顯影，得到圖9b所示的結構，在電阻材料層905上覆蓋有具有圖案的光敏抗蝕劑層，而保護導電箔的是毯式曝光的光敏抗蝕劑層915。
如圖9c所示，然後選擇性地從已除去光敏抗蝕劑910的區域中蝕刻去電阻材料層905。接著除去剩下的光敏抗蝕劑910和915。
此後，如圖9d所示，向結構的電阻材料一面上施用一有機疊層920。該疊層保護現已形成圖案的電阻材料層905免受進一步的加工，並且當隨後從電阻材料層的另一面上除去部分的導電箔時起到支承一塊塊的電阻材料層905的作用。
接著嚮導電箔990施塗光敏抗蝕劑層925。它用有圖案的光化輻射成象並顯影，得到圖9e所示的結構。此後，用選擇性蝕刻導電箔900但不蝕刻電阻材料層905的蝕刻劑對導電箔900進行蝕刻，留下圖9f所示的結構。除去光敏抗蝕劑925，留下圖9g所示的電阻結構。該結構可以隨後埋入介電材料(圖中未示出)中。
作為本方法的變化，應該注意到，如果所用的蝕刻劑是能夠選擇性地蝕刻電阻材料層905而不蝕刻或僅僅是部分蝕刻導電箔900的話，則不必施用蝕刻層915(圖9b和9c)。
當本文中提及「蝕刻」時，該術語用來表示的不僅是本領域中的普通含義(在該含義中強的化學物質溶解了一層材料，如硝酸溶解了鎳)，而且包括物理除去(如雷射除去和通過粘合力不足而除去)。在這一方面，以及根據本發明的一個方面，我們認為用CCVD或CACCVD澱積得到的電阻材料(如摻雜的鎳和摻雜的鉑)是多孔的。據信，其孔隙度允許液體蝕刻劑擴散經過電阻材料層，在物理方法中，破壞電阻材料層和下面一層之間的粘合力。
例如，參見圖9b和9c，如果導電箔層900是銅，電阻材料層905是摻雜的鉑(如Pt/二氧化矽)或摻雜的鎳(如Ni/PO4)的話，可用氯化銅來除去電阻材料層的外露部分。氯化銅不溶解Pt或Ni，但是電阻材料層的孔隙度使得氯化銅能夠達到它下面的銅。溶解了少部分的銅，使電阻層905的外露部分用物理方法剝落(physical ablation)。該物理剝落髮生在氯化銅顯著地蝕刻下面銅層900之前。
出於同樣的原因，按照本發明澱積的電阻材料的孔隙度可以通過剝落來除去。例如，位於聚醯亞胺底材上的鉑層可以用蝕刻劑蝕刻除去，所述蝕刻劑如上述從導電銅底材上除去電阻層的蝕刻劑，尤其是無機酸，如鹽酸、硫酸和酸性氯化銅(acidic cupric chloride)。因此，在例如迄今為止說明的使用普通光敏抗蝕劑技術的方法中，分立電阻可以通過在絕緣底材(如聚醯亞胺膜)上蝕刻電阻材料薄膜來形成。
如果導電材料層900是銅，有時使用已經被氧化的銅箔是有利的；經氧化的銅箔可從市場上購得。經氧化銅箔的優點在於稀HCl溶液(如1/2％)溶解氧化銅而不溶解零價銅。因此，如果電阻材料層是多孔以使得稀HCl溶液經過其擴散的話，HCl可用來剝落蝕刻。溶解表面氧化銅會破壞銅箔和電阻材料層之間的粘合力。正如以上關於圖9a-9g所示方法中注意到的，使用不腐蝕箔的蝕刻劑就無需保護性光敏抗蝕劑層915(圖9b和9c)。
為了使加工步驟最少，施塗的光敏抗蝕劑可以是能夠埋入材料中的，如Morton International的永久抗蝕劑。如果蝕刻劑不蝕刻導體或者僅僅是部分蝕刻導體的話，材料的兩面可以同時進行加工。具體是只有電阻材料側的光敏抗蝕劑需要能夠埋入，而導體側的光敏蝕刻劑可以作為最終加工步驟除去。或者，可以選擇導體材料面上所用的光敏抗蝕劑，以使得它不被用於除去電阻材料面上光敏抗蝕劑所用的特殊剝離劑所去除。能夠埋入的光敏蝕刻劑會減少公差的損失，這種公差損失是由於電阻材料底蝕而引起的，因為底蝕的材料是在光敏抗蝕劑去除後就會剝落。
可以證明，當多孔電阻材料層(如摻雜的鉑和摻雜的二氧化矽)與某些蝕刻劑一起使用時，蝕刻過程是物理剝落過程。這是因為在蝕刻劑浴中發現電阻材料片。正因為如此，剝落的電阻材料可以用物理方法(如過濾、沉降、離心等)從蝕刻劑浴中分離出來。這尤其便於回收昂貴材料(如鉑)。
為了實際上可用剝落技術除去，電阻材料層必須總體上對於不溶解電阻材料卻足以腐蝕下面材料表面的蝕刻劑是足夠多孔的，以使得在約2至5分鐘內使界面粘合力喪失並剝落導電材料。同時，該蝕刻劑必須是在蝕刻期間不明顯地腐蝕下面材料(如銅箔)，因為這一腐蝕可能導致過分底蝕或損失機械強度(即降低可加工能力)。
因此，圖10a示出了關於上述的結構，一層導電層1000，如銅；一層中間可蝕刻層1002，如氧化銅；一層電阻材料的多孔層1004，蝕刻劑可以通過該層滲入並溶解中間層而不明顯地消蝕導電層。參見圖10b，用曝光和顯影來形成有圖案的電阻層1006；然後參見圖10c，蝕刻剝落電阻層1004以形成有圖案的電阻層，這一剝落如下進行將電阻層1004與蝕刻劑接觸，該蝕刻劑通過多孔電阻層滲入並腐蝕中間層1002，從而使上面覆蓋的電阻層被機械剝落除去。
雖然從對於下面銅導電層1000是能夠有選擇蝕刻的角度來看，氧化銅是合適的中間層1002，但是氧化銅並不是用於中間層1002的較佳材料。據發現，當電阻材料(如二氧化矽摻雜的鉑)直接澱積在銅或氧化銅上時，銅和/或氧化銅有與該電阻材料反應的趨勢，以使得該電阻材料的電阻率可能不可預測。因此，較好的是在用CCVD或CACCVD施用電阻材料之前，將中間層1002施塗到導電箔層1000上，中間層的材料應使得箔層1000中的導電材料不擴散入電阻材料層1004中。
用於中間層1002的材料的要求必須是能夠用蝕刻劑足夠地蝕去(degrade)中間層以剝落電阻材料層1004。較好的是蝕刻劑最小限度地減少或不減少導電層1000。例如可以有能蝕刻中間層但不與導電層1000反應的化學物質。然而，即使一種化學物質能蝕刻形成中間層1002的材料也能蝕刻形成導電層1000的材料，通常仍然可能通過控制蝕刻條件(包括時間)來使用該蝕刻劑，以蝕去中間層1002而不會明顯地蝕去導電層1000。例如，如果導電層1000是銅，中間層1002是鎳，會蝕去鎳和銅的氯化銅是一種合適的抗蝕劑，只要控制蝕刻條件以使得明顯地蝕去非常薄的鎳層，而不會明顯地蝕去厚得多的銅層。此外，中間層1002的材料必須使得導電層1000與電阻材料層之間保持良好的電接觸。
中間層1002所用材料的一種選擇是金屬，如鎳，它通過在導電層(如銅)之間提供了一層阻擋層而防止了銅和電阻材料層1004之間的相互作用。鎳可以澱積在銅上，例如通過電鍍。一般來說，鎳中間層約為2-6微米，儘管並不認為厚度是特別關鍵的。
中間層1002材料的另一種選擇是陶瓷，如二氧化矽或其它金屬或準金屬的氧化物。這樣的中間層可以在澱積電阻材料層1004之前如上所述用CCVD進行澱積。雖然大多數陶瓷材料(如二氧化矽)是電絕緣(介電)的，但是如果澱積成足夠薄的層(如平均厚度約為15-50納米)的話，介電材料仍然能夠用作中間阻擋層1002而不明顯地破壞導電層1000和電阻層1004之間的電接觸。(當討論中間層厚度時，討論的是平均厚度，因為厚度通常是各處不同，取決於例如底材粗糙度和澱積條件這些因素。)淨效應是一種可蝕刻的漏電中間層，它是有效的組成的緩衝層。
如果二氧化矽用作中間層的話，合適的用於二氧化矽的蝕刻劑包括二氟化氫銨、氟硼酸和它們的混合物。如果二氧化矽用作中間層的話，特別適合的一種用於二氧化矽的蝕刻劑是含有1.7％(重量)的二氟化氫銨和1.05％(重量)的氟硼酸的水溶液。可以向這兩種組分的混合物中加入其它材料。
在二氧化矽的情況下，需要有足夠多的納米級孔隙的或有缺陷的塗層以使能夠得到電阻和導體之間的納米級直接接觸點。這些接觸點的尺寸可以是1-100納米，形成0.05％-10％的區域，由此使得電阻特徵尺寸進一步下降至微米級解析度，同時仍提供優良的電聯接。這仍然足夠地減少了材料的互相作用。或者可以使用不良絕緣體、半導體或導電的複合陶瓷或聚合物材料，在這些情況下這些材料可以更厚一些。此外，在這一方面，底材表面越粗糙，中間層就越厚，這可能是因為較粗糙的底材表面往往會得到更多孔的中間層塗層。也就是說，我們認為底材表面越粗糙，中間塗層中產生的針孔數就越多，通過針孔可以保持電接觸。
可用作中間層的其它氧化物包括氧化鋅、氧化鍶和氧化鎢。這些氧化物中的每一種都可以使用上述鋅、鍶和鎢前體用CCVD進行澱積。這些氧化物中的每一種都可以在足以使銅不會氧化的低溫下用CCVD施用到銅底材上。這些氧化物中的每一種可以以相當低的成本施用。
氧化鋅是一種特別有前途的中間層材料，因為它是電的半導體。因此，它能夠在導電金屬(如銅)和電阻之間提供良好的電連續性。可以對氧化鋅(和其它氧化物)進行摻雜以提高電導率。另外，氧化鋅能夠用鹽酸進行蝕刻。
氧化鍶和氧化鎢是能夠用強鹼(如KOH)蝕刻的。
現通過具體實施例對本發明作更詳細的說明。
實施例1用CCVD在聚醯亞胺上澱積一層Pt/SiO2電阻材料，所用澱積條件如下溶液的製備1.23克Pt(COD)250毫升甲苯0.43克TEOS(在甲苯中含1.5％(重量)的Si)150克丙烷澱積的條件溶液流量3毫升/分鐘澱積時間對於5″×6″的底材約為18分鐘澱積次數(#of passes)6澱積溫度500℃自耦變壓器3.0A尖嘴氧氣流量約為2900毫升/分鐘由上述澱積條件所得樣品電阻值為每平方約17歐姆。
這是含2.5％(重量)SiO2的65％濃溶液的一個例子。可以變化的變量包括按比例加入使溶液濃度達到100％的Pt(COD)和TEOS量(如1.89克Pt(COD)和0.65克TEOS(1.5％(重量)的Si))，以及可以加入以改變所得SiO2重量％的TEOS的量(用於該目的通常為0.5-5％(重量))。
實施例2在一些情況下，需要將某些材料澱積在對氧化敏感的底材上而不氧化該底材。這可以使用CACCVD技術來進行，一個例子是在Ni上澱積介電化合物SrTiO3。這一澱積使用了常規的CCVD噴嘴，它安置在能夠在火焰周圍提供惰性氣體或還原氣體的套管中。如圖8所示，然後將加套的噴嘴安置在石英管內以防止在澱積期間空氣到達底材。對於該CACCVD火焰，可燃溶液象在CCVD工藝中一樣沿針管(needle)流動、氧氣沿尖嘴流動，氫氣沿引火管流動。高流量的惰性氣體(如氬氣或氮氣)或還原氣體(如90-99.5％氬氣/10-0.5％氫氣)在火焰周圍沿套管流動。對於非常小的樣品，用惰性氣體或還原氣體吹掃的側臂是石英管的一部分，以使得加熱的樣品在澱積之後於經控制的氣氛中冷卻，從而防止在該時刻被氧化。據EDX和XRD分析表明，該方法使得SrTiO3澱積在Ni上，而不形成NiO或不澱積碳。早期的實驗表明，使用碳澱積電勢低的溶劑(如甲醇)要優於使用甲苯。使用甲苯時碳會澱積在底材上。迄今為止理想的工藝參數如下溶液的製備0.82克2-乙基己酸鍶(甲苯中含1.5％(重量)的Sr)0.73克Ti-二異acac(Ti-di-i-acac)(甲苯中含0.94％(重量)的Ti)17毫升甲醇100克丙烷澱積的條件溶液流量 2毫升/分鐘澱積時間 15分鐘(在10-15分鐘內變化)澱積溫度 ～950℃(在800-1050℃內變化)自耦變壓器1.9A(在1.9-2.25A之間變化)引火氫氣流量 ～1926毫升/分鐘(低至550毫升/分鐘)尖嘴氧氣流量 ～1300毫升/分鐘(在500-2322毫升/分鐘之間變化)還原氣體混合物0.5-10％氫氣/餘量的氬氣還原氣體流量 58升/分鐘實施例3利用0.760克Ni(NO3)H2O和0.30克H3PO4在400毫升6M NH4OH中的溶液、使用圖7所示的設備，在200TAB-E聚醯亞胺底材上澱積磷酸鹽摻雜的鎳薄膜。該溶液以0.50sccm的流量流經在尖嘴722處有22微米ID(0.006″OD)熔凝矽石毛細管插入件(3毫米長)的22號(ga.)的不鏽鋼針管。氫氣以1.20lpm的速率流經環繞管738。氫以756sccm的速率流經環繞738的管子744。氧氣以1.40lpm的速率流經環繞744的管子752。氬氣以28.1lpm的速率流經外層管768。所有的氣流在手動點燃火焰之前就開始流動。一般來說，為了讓火焰峰點燃內部噴嘴不得不減少氬氣流。然後將氬氣流回復到其初始設定值。一旦點燃，就不再需要長燃小火或點燃源來保持燃燒。澱積點約1毫米以上的氣體溫度為500℃。在離噴嘴護環2毫米處，以20″/分的速率、0.0625″的步幅，通過水平掃描對底材上3.5″×3.5″的面積橫越掃描一次。這一掃描移動總共需要12分鐘。
經澱積的磷酸鹽摻雜的鎳層的線性電阻為115歐姆/英寸。
使用不含磷酸的溶液重複進行該澱積以用於比較。鎳層的電阻值為5歐姆/英寸。
實施例4使用以下化學試劑和工藝參數來澱積Bi2Ru2O7前體溶液0.0254％(重量)在2-乙基己酸鹽中的Bi+0.0086％(重量)在乙醯丙酮化物中的Ru+1.8026％(重量)甲醇+15.0724％(重量)甲苯+83.0910％(重量)丙烷。
參數前體溶液的流量3毫升/分鐘。
尖嘴氧氣流量4升/分鐘。
自耦變壓器2.30A。
沒有後部冷卻。
澱積溫度250-650℃。
在400℃的氣體溫度下塗覆無定形的Bi2Ru2O7，電阻值低於7200微歐姆·釐米(μΩ·cm)；這是迄今為止的最佳方式。丙烷和甲苯用作溶劑。為了製備用於澱積的濃縮或稀釋的溶液，可以使用1-35％(重量)範圍內的甲苯。也可以使用在99-65％(重量)範圍內的丙烷。通過改變溶劑重量百分數，可以相應地調節溶質(2-乙基己酸鉍和乙醯丙酮化釕)的濃度。前體溶液的流量在1-5毫升/分鐘的範圍內。
實施例5使用以下化學試劑和工藝參數來澱積SrRuO3前體溶液0.0078％(重量)在2-乙基己酸鹽中的Sr+0.0090％(重量)在乙醯丙酮化物中的Ru+12.7920％(重量)甲苯+87.1912％(重量)丙烷。
參數前體溶液的流量3毫升/分鐘。
尖嘴氧氣流量4升/分鐘。
自耦變壓器2.75A。
沒有後部冷卻。
澱積溫度300-650℃。
在400℃的氣體溫度下塗覆無定形的SrRuO3，電阻值低於5400微歐姆·釐米(μΩ·cm)；這是迄今為止的最佳方式。丙烷和甲苯用作溶劑。為了製備用於澱積的濃縮或稀釋的溶液，可以使用1-35％(重量)範圍內的甲苯。也可以使用在99-65％(重量)範圍內的丙烷。通過改變溶劑重量百分數，可以相應地調節溶質(2-乙基己酸鍶和乙醯丙酮化釕)的濃度。前體溶液的流量在1-5毫升/分鐘的範圍內。
實施例6方法一形成單個分立電阻根據(實施例1的)方法，在25微米厚的聚醯亞胺片材上澱積200納米厚的鉑/二氧化矽層(Pt∶SiO2，97.5∶2.5)。在鉑層上層疊一層光敏抗蝕劑，它是MortonInternational Electronics Materials出售的Laminar 5000系列的抗蝕劑。用光學工具(photo tool)覆蓋抗蝕劑層，抗蝕劑層的未覆蓋部分用70毫焦耳的紫外線進行曝光。然後使用傳送帶化的噴霧顯影機在約25psi下用80°F的1％碳酸鈉一水合物溶液顯影以除去未曝光的抗蝕劑，調節停留時間以使得斷裂點(breakpoint)發生在顯影室長度(chamber length)40％-50％的位置，接著用自來水和去離子水進行多次噴射淋洗。
接著，使片材與50℃的50％的王水溶液(500毫升H2O+125毫升HNO3+375毫升HCl.)接觸足夠的時間以除去那些已經去除抗蝕劑的區域內所有的Pt/SiO2材料，如此形成分立電阻。
實施例7方法二形成帶有銅連接電路的單個分立電阻根據(實施例1的)方法，在25微米厚的聚醯亞胺片材上澱積200納米厚的鉑/二氧化矽層(Pt∶SiO2，97.5∶2.5)。然後，使用市售商提供的酸性鍍銅浴、應用市售商提供的標準鍍敷參數，將銅直接鍍敷到Pt/SiO2層的表面上，厚度為12微米。在鍍敷的銅層上層疊一層光敏抗蝕劑，它是Morton International ElectronicsMaterials出售的Laminar 5000系列的抗蝕劑。用光學工具覆蓋抗蝕劑層，抗蝕劑層的未覆蓋部分用70毫焦耳的紫外線進行曝光。然後使用傳送帶化的噴霧顯影機在約25psi下用80°F的1％碳酸鈉一水合物溶液顯影以除去未曝光的抗蝕劑，調節停留時間以使得斷裂點發生在顯影室長度40％-50％的位置，接著用自來水和去離子水進行多次噴射淋洗。
接著，使片材與50℃的50％的王水溶液(500毫升H2O+125毫升HNO3+375毫升HCl.)接觸足夠的時間以除去那些已經去除抗蝕劑的區域內所有的鍍敷銅和Pt/SiO2材料，如此形成電子線路圖案。使用傳送帶化的噴霧抗蝕劑剝離機在約25psi下用130°F的3％氫氧化鈉溶液除去光敏抗蝕劑，調節停留時間以使得斷裂點發生在剝離室長度40％-50％的位置，接著用自來水和去離子水進行多次噴射淋洗。
向電路化的電子圖案上層疊一層光敏抗蝕劑，它是Morton InternationalElectronics Materials出售的Laminar 5000系列的抗蝕劑。用光學工具覆蓋抗蝕劑層，抗蝕劑層的未覆蓋部分(除分立電阻區以外的所有區域)用70毫焦耳的紫外線進行曝光。然後使用傳送帶化的噴霧顯影機在約25psi下用80℃的1％碳酸鈉一水合物溶液顯影以除去未曝光的抗蝕劑，調節停留時間以使得斷裂點發生在顯影室長度40％-50％的位置，接著用自來水和去離子水進行多次噴射淋洗。然後，在市售氯化銅蝕刻劑中蝕刻外露的銅區域，以僅僅除去銅而使Pt/SiO2露出且未受腐蝕，從而形成每端都用銅電路跡線連接的電阻。使用傳送帶化的噴霧抗蝕劑剝離機在約25psi下用130°F的3％氫氧化鈉溶液除去光敏抗蝕劑，調節停留時間以使得斷裂點發生在剝離室長度40％-50％的位置，接著用自來水和去離子水進行多次噴射淋洗。
實施例8方法三形成帶有銅連接電路的單個分立電阻根據(實施例1的)方法，在25微米厚的聚醯亞胺片材上澱積200納米厚的鉑/二氧化矽層(Pt∶SiO2，97.5∶2.5)。然後，使用市售商提供的酸性鍍銅浴和鍍敷參數，將銅直接鍍敷到Pt/SiO2層的表面上，厚度為12微米。在鍍敷的銅層上層疊一層光敏抗蝕劑，它是Morton International Electronics Materials出售的Laminar 5000系列的抗蝕劑。用光學工具覆蓋抗蝕劑層，抗蝕劑層的未覆蓋部分用70毫焦耳的紫外線進行曝光。然後使用傳送帶化的噴霧顯影機在約25psi下用80°F的1％碳酸鈉一水合物溶液顯影以除去未曝光的抗蝕劑，調節停留時間以使得斷裂點發生在顯影室長度40％-50％的位置，接著用自來水和去離子水進行多次噴射淋洗。
然後在市售蝕刻劑氯化銅中蝕刻銅，露出Pt/SiO2。剝去抗蝕劑，使用工業標準真空層壓工藝施塗一層新的光敏抗蝕劑(Laminar 5000系列)。第二光掩模的線寬比第一圖案寬2密耳，用該第二光掩模曝光第二圖案，所用的曝光參數與第一抗蝕劑曝光操作中所用的曝光參數相同。
接著，使片材與50℃的50％的王水溶液(500毫升H2O+125毫升HNO3+375毫升HCl)接觸足夠的時間以除去那些已經去除抗蝕劑的區域內所有的外露Pt/SiO2材料，如此形成電子線路圖案。使用傳送帶化的噴霧抗蝕劑剝離機在約25psi下用130°F的3％氫氧化鈉溶液除去光敏抗蝕劑，調節停留時間以使得斷裂點發生在剝離室長度40％-50％的位置，接著用自來水和去離子水進行多次噴射淋洗。
向片材上層疊第三次新的一層光敏抗蝕劑層，它是Morton InternationalElectronics Materials出售的Laminar 5000系列的抗蝕劑。用光學工具覆蓋抗蝕劑層，未覆蓋部分(除分立電阻區以外的所有區域)用70毫焦耳的紫外線進行曝光。然後使用傳送帶化的噴霧顯影機在約25psi下用80℃的1％碳酸鈉一水合物溶液顯影以除去未曝光的抗蝕劑，調節停留時間以使得斷裂點發生在顯影室長度40％-50％的位置，接著用自來水和去離子水進行多次噴射淋洗。然後，在市售氯化銅蝕刻劑中蝕刻外露的銅區域，以僅僅除去銅而使Pt/SiO2露出且未受腐蝕，從而形成每端都用銅電路跡線連接的電阻。使用傳送帶化的噴霧抗蝕劑剝離機在約25psi下用130°F的3％氫氧化鈉溶液除去光敏抗蝕劑，調節停留時間以使得斷裂點發生在剝離室長度40％-50％的位置，接著用自來水和去離子水進行多次噴射淋洗。
實施例9帶有二氧化矽阻擋層的電阻本實施例是如何使用SiO2阻擋層製備埋入式電阻的例子。
從最終電路跡線所需厚度的銅箔開始，用CCVD澱積法在該銅箔上澱積約20-50納米厚的SiO2阻擋層。這可以通過澱積在單片箔上或者使用滾筒法(rollprocess)(從捲軸到捲軸)來實現。
在澱積阻擋層過程之後，使用CCVD工藝澱積厚度約為100-150納米的電阻材料(如摻雜有2.5％SiO2的Pt金屬)。此時測試澱積材料的質量(其厚度、組成和體電阻率)。
實際上的電阻材料樣品由作為阻擋層的無定形二氧化矽塗層和鉑-二氧化矽複合物的覆蓋電阻層組成。底材是尺寸為24″×30″的銅箔，塗覆面積為18″×24″。
電阻前體的溶液含有0.512％(重量)的二苯基-(1，5-環辛二烯)鉑(II)、0.028％(重量)的四乙氧基甲矽烷、58.62％(重量)的甲苯和40.69％(重量)的丙烷。二氧化矽前體的溶液含有0.87％(重量)四乙氧基甲矽烷、8.16％(重量)異丙醇和90.96％(重量)丙烷。澱積帶有二氧化矽阻擋層的電阻塗層還使用了濃度較低的Pt(SiO2)前體溶液，如上述濃度的80％、75％、65％和50％。
使用四噴嘴CCVD體系如下進行澱積對於第一遍的二氧化矽，溫度為650℃；對於第二遍的二氧化矽，溫度為750℃；對於覆蓋三遍的Pt(SiO2)電阻塗層，溫度為700℃。
為了從組件中除去不需要的電阻材料，將能光成象的抗蝕劑(如Laminar 5000)塗覆在電阻材料上。用標準光處理工藝(如透過光掩模進行紫外線曝光)對光敏抗蝕劑材料進行曝光，使用合適的溶劑(如80℃的2％碳酸鈉溶液)除去未聚合的光敏抗蝕劑，露出要在隨後的剝落蝕刻過程中除去的電阻材料。然後，將該組件經過噴霧蝕刻機進行處理，在該蝕刻機中組件與玻璃蝕刻劑溶液(例如，在水中的1.7％(重量)二氟化氫銨和1.05％(重量)氟硼酸)接觸足夠的時間以化學腐蝕SiO2阻擋層並剝落不需要的電阻材料。這一方法的原理是蝕刻劑穿透電阻材料中的微孔腐蝕下面的SiO2層。由於玻璃抗蝕劑增溶溶解SiO2層，因此電阻材料喪失了粘合力，還因為電阻材料厚度薄，所以破裂成小片，作為固體被噴射的蝕刻劑材料帶走。與蝕刻劑的接觸時間限於足以除去電阻材料而不會長得(約15-60秒)足以導致由光敏抗蝕劑覆蓋的所需材料發生底蝕的這一段時間。
然後使用工業層壓工藝將電阻材料轉移至一層標準環氧層壓材料上在經蝕刻的電阻組件的電阻材料一面上放置一片76289預浸漬體，接著放置一片有機剝離片。將該組件放在標準的PWB層壓機上，使用標準層壓條件固化。在層壓後，從層壓組件上剝去剝離片，除去銅以露出電阻，形成連接電路跡線。使用標準的光處理工藝並用氯化銅蝕刻來完成除去銅的這一過程。從上面表面上除去銅，同時留下銅來連接電阻的兩端，如此形成電阻。
實施例10帶有鎳阻擋層的電阻以下是如何使用鎳阻擋層來製備掩埋(埋入)式電阻的一個例子。
從最終電路跡線所需厚度的銅箔開始，用電鍍或CCVD澱積法在該銅箔上澱積約2-5微米厚的鎳金屬阻擋層。這可以通過澱積在單片箔上或者使用滾筒法(rollprocess)(從捲軸到捲軸)來實現。
在澱積阻擋層過程之後，使用CCVD工藝澱積厚度約為100-150納米的電阻材料(如摻雜有2.5％SiO2的Pt金屬)。此時測試澱積材料的質量(其厚度、組成和體電阻率)。
加工帶有鎳阻擋層的實際電阻樣品。這些樣品由三片18″×24″的銅片組成，這些銅片是用商業鍍鎳浴電鍍上鎳的。所澱積的鎳的三種厚度約為3.5、7.0和10.5微米。底材是製備標準PWB(印刷線路板)中所用的商業銅箔。
電阻材料是使用電阻前體溶液澱積的，該電阻前體的溶液含有0.512％(重量)的二苯基-(1，5-環辛二烯)鉑(II)、0.028％(重量)的四乙氧基甲矽烷、58.62％(重量)的甲苯和40.69％(重量)的丙烷。澱積帶有鎳阻擋層的電阻塗層還使用了濃度較低的Pt(SiO2)前體溶液，如上述濃度的80％、75％、65％和50％。
澱積使用四噴嘴的CCVD體系進行，對於三遍覆蓋的Pt(SiO2)電阻塗層都使用700℃的溫度。
為了從組件中除去不需要的電阻材料，將能光成象的抗蝕劑(如Laminar 5000)塗覆在電阻材料組件的兩面上(如果將一種蝕刻鎳但不蝕刻銅的選擇性蝕刻材料用來剝落蝕刻電阻材料的話，那麼只有電阻材料一面需要塗覆光敏抗蝕材料)。用標準光處理工藝(如透過光掩模進行紫外線曝光)對光敏抗蝕劑材料進行曝光，使用合適的溶劑(如80℃的2％碳酸鈉溶液)除去未聚合的光敏抗蝕劑，露出要在隨後的剝落蝕刻過程中除去的電阻材料。然後，將該組件經過噴霧蝕刻機進行處理，在該蝕刻機中商業氯化銅蝕刻溶液噴灑在組件上導致電阻材料的剝落蝕刻。這一方法的原理是蝕刻劑穿透電阻材料中的微孔腐蝕下面的鎳層。由於玻璃抗蝕劑增溶溶解鎳層，因此電阻材料喪失了粘合力，還因為電阻材料厚度薄，所以破裂成小片，作為固體被噴射的蝕刻劑材料帶走。與蝕刻劑的接觸時間限於足以除去電阻材料而不會長得(約15-60秒)蝕穿銅箔載體的這一段時間。
然後使用工業層壓工藝將電阻材料轉移至一層標準環氧層壓材料上在經蝕刻的電阻組件的電阻材料一面上放置一片76289預浸漬體，接著放置一片有機剝離片。將該組件放在標準的PWB層壓機上，使用標準層壓條件固化。在層壓後，從層壓組件上剝去剝離片，除去銅以露出電阻，形成連接電路跡線。使用標準的光處理工藝並用氯化銅蝕刻來完成除去銅的這一過程。從上面表面上除去銅，同時留下銅來連接電阻的兩端，如此形成電阻。
實施例11澱積氧化鍶阻擋層使用CCVD工藝將氧化鍶塗層澱積在銅箔上。在澱積期間，使溶液流量、氧氣流量和冷卻空氣流量保持恆定。氧化鍶前體的溶液含有0.71％(重量)的2-乙基己酸鍶、12.75％(重量)甲苯和86.54％(重量)的丙烷。在65psi下，溶液的流量為3.0毫升/分鐘，氧氣的流量為3500毫升/分鐘。冷卻空氣是處於室溫下的，在80psi下的流量為25升/分鐘。用銅管將冷卻空氣通向底材背部，銅管的末端放在離底材背部2英寸處。在700℃的火焰溫度下進行澱積，該火焰溫度是用型號K的熱電偶在底材表面處測得的。冷卻空氣的流量可以在15-44升/分鐘的範圍內。澱積溫度在500-800℃內變化。
實施例12澱積氧化鋅阻擋層使用CCVD工藝將氧化鋅塗層澱積在銅箔上。在澱積期間，使溶液流量、氧氣流量和冷卻空氣流量保持恆定。氧化鋅前體的溶液含有2.35％(重量)的2-乙基己酸鋅、7.79％(重量)甲苯和89.86％(重量)的丙烷。在65psi下，溶液的流量為3.0毫升/分鐘，氧氣的流量為4000毫升/分鐘。冷卻空氣是處於室溫下的，在80psi下的流量為25升/分鐘。用銅管將冷卻空氣通向底材背部，銅管的末端放在離底材背部2英寸處。在700℃的火焰溫度下進行澱積，該火焰溫度是用型號K的熱電偶在底材處測得的。冷卻空氣的流量可以在9-25升/分鐘的範圍內。澱積溫度在625-800℃內變化。
實施例13澱積氧化鎢阻擋層使用CCVD工藝將氧化鎢塗層澱積在銅箔上。在澱積期間，使溶液流量、氧氣流量和冷卻空氣流量保持恆定。氧化鎢前體的溶液含有2.06％(重量)的六羰基鎢、26.52％(重量)甲苯和73.28％(重量)的丙烷。在65psi下，溶液的流量為3.0毫升/分鐘，氧氣的流量為3500毫升/分鐘。在350℃的澱積溫度時不使用冷卻氣體。溫度是用型號K的熱電偶在底材表面處測得的。可以在澱積中向底材背部引入冷卻氣體流，其流量在7-10升/分鐘的範圍內。澱積溫度可以在350-800℃內變化。
權利要求
1.一種電阻材料，它包含選自Bi2Ru2O7和SrRuO3的無定形氧化物。
2.一種電阻材料組合物，它包含約80-99.5wt％如權利要求1所述電阻材料和約0.1-20wt％的介電材料或增強導電性的材料組成的均相混合物。
3.如權利要求2所述的電阻材料組合物，其中所述介電材料是金屬氧化物或準金屬氧化物。
4.如權利要求3所述的電阻材料組合物，其中所述金屬氧化物或準金屬氧化物是選自二氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、氧化鉻、三氧化二磷、氧化鉍、稀土元素氧化物，以及它們的混合物。
5.一種結構，它包含一層絕緣材料和一層如權利要求1所述的電阻材料。
6.如權利要求5所述的結構，其中所述電阻材料層形成圖案，以得到至少一個分立的電阻材料塊。
7.如權利要求6所述的結構，其中所述結構還包含在所述電阻材料塊上的位於彼此隔開位置上的裝置，用來將所述電阻材料塊與電子線路連接起來。
8.如權利要求6所述的結構，它還包含埋入了所述電阻材料塊和所述連接裝置的絕緣材料。
9.如權利要求5所述的結構，其中所述電阻材料層的厚度至少約為40埃。
10.如權利要求5所述的結構，其中所述電阻材料層的厚度約為40-50,000埃。
11.如權利要求5所述的結構，其中所述電阻材料層的厚度約為300-5000埃。
12.如權利要求5所述的結構，它埋在絕緣材料中。
13.如權利要求5所述的結構，其中所述絕緣材料層是有機聚合物材料。
14.如權利要求5所述的結構，其中所述絕緣材料層的厚度約為10微米或更薄。
15.一種電阻，它包含在絕緣底材上的一層電阻材料和位於所述電阻材料層上位於彼此隔開位置上的用來電連接所述電阻材料層的裝置，所述電阻材料層包含如權利要求2至4中任一項所述的電阻材料組合物。
16.如權利要求15所述的電阻，其中所述電阻材料層的厚度約為40-50,000埃。
17.如權利要求15所述的電阻，其中所述電阻材料層是用燃燒化學氣相澱積法澱積得到的材料。
18.如權利要求15所述的電阻，它埋在絕緣材料中。
19.如權利要求15所述的電阻，其中所述絕緣材料層是有機聚合物材料。
20.如權利要求15所述的電阻，其中所述絕緣材料層的厚度約為10微米或更薄。
21.如權利要求15所述的電阻，其中所述絕緣材料層的厚度約為10-100微米。
22.一種埋入式電阻結構，它包含一塊電阻材料層，所述電阻材料如權利要求1所述，位於所述電阻材料塊上彼此隔開位置上的裝置，用來將所述電阻材料塊與電子線路連接起來，和埋入了所述電阻材料塊和所述連接裝置的絕緣材料。
23.如權利要求22所述的電阻結構，所述電阻材料包含80-99.5wt％如權利要求1所述電阻材料和約0.1-20wt％的介電材料或增強導電性的材料組成的均相混合物。
24.如權利要求23所述的電阻結構，其中所述介電材料是金屬氧化物或準金屬氧化物。
25.如權利要求22所述的電阻結構，其中所述電阻材料層的厚度至少約為40埃。
26.如權利要求22所述的結構，其中所述電阻材料層的厚度約為40-50,000埃。
27.如權利要求22所述的結構，其中所述電阻材料層的厚度約為100-10,000埃。
28.一種結構，包含a)一層導電材料，和b)一層粘合於其上的如權利要求1所述的電阻材料或一層如權利要求2至4中任一項所述的電阻材料組合物，所述電阻材料具有足夠的孔隙度以使液體蝕刻劑透過其擴散並破壞所述a)層和b)層之間的粘合。
29.如權利要求28所述的結構，它是獨立式的。
30.如權利要求28所述的結構，其中所述a)層是金屬箔。
31.如權利要求28所述的結構，其中所述a)層是銅箔。
32.如權利要求31所述的結構，其中所述電阻材料的厚度約為40至50,000埃。
33.一種用於形成分立電阻的三層結構，它包含一層金屬導電層，一層中間層，由能夠被化學蝕刻劑所消蝕的材料形成，和一層如權利要求2至4中任一項所述的電阻材料層，它具有足夠的孔隙度以使得用於所述中間層的所述化學蝕刻劑可以滲透通過所述電阻材料而化學消蝕所述中間層，從而所述電阻材料會從那些所述中間層被化學消蝕的地方的所述導電層上剝落下來。
34.如權利要求33所述的三層結構，其中所述中間層具有阻擋層作用，用以防止來自所述導電層的材料擴散進入所述電阻材料層中。
35.如權利要求34所述的三層結構，其中所述中間層是金屬。
36.如權利要求34所述的三層結構，其中所述中間層是鎳。
37.如權利要求34所述的三層結構，其中所述中間層的平均厚度約為15-50納米。
38.如權利要求34所述的三層結構，其中所述中間層選自二氧化矽，氧化鍶，氧化鎢或氧化鋅。
39.與一層導電材料電接觸的一層成圖案的電阻材料的形成方法，它包括提供如權利要求33至38中任一項所述的三層結構，在所述電阻材料層上形成一層成圖案的光敏抗蝕劑層，使所述電阻材料層與用於所述中間層的所述化學蝕刻劑接觸，以使得所述蝕刻劑滲透通過所述多孔的電阻材料層而化學消蝕所述中間層，以及在那些所述中間層被消蝕的地方剝落除去所述電阻材料層部分。
40.如權利要求39所述的方法，其中所述三層結構中所述中間層為陶瓷材料，其平均厚度為15至50納米。
41.如權利要求39所述的方法，其中所述蝕刻劑選自二氟化氫銨、氟硼酸，鹽酸以及它們的混合物。
42.一種形成電阻的方法，所述電阻包含絕緣底材，在所述絕緣材料上的一塊電阻材料組合物層和在彼此隔開位置上與所述電阻材料塊電連接的數塊導電材料層，所述電阻材料組合物如權利要求2至4中任一項所述，所述方法包括在絕緣底材上形成一層所述電阻材料，在所述電阻材料層上形成一層導電材料以形成三層結構，選擇所述導電材料以使得存在下述的第一蝕刻劑和第二蝕刻劑，所述第一蝕刻劑既能蝕刻所述電阻材料的所述零價金屬也能蝕刻所述導電材料，所述第二蝕刻劑能有選擇性地蝕刻所述導電材料而不蝕刻所述電阻材料的所述零價金屬，用光敏抗蝕劑覆蓋所述導電材料層的選定部分，用所述第一蝕刻劑對所述三層結構進行蝕刻，以除去所述導電材料層的外露部分和下面的所述電阻材料層部分，如此形成被部分蝕刻的結構，除去剩下的光敏抗蝕劑，用光敏抗蝕劑覆蓋所述被部分蝕刻的結構的選定部分，以及用所述第二蝕刻劑蝕刻所述被部分蝕刻的結構的所述導電材料層的外露部分。
43.一種形成電阻的方法，所述電阻包含絕緣底材，在所述絕緣材料上的一塊電阻材料組合物層和在彼此隔開位置上與所述電阻材料塊電連接的數塊導電材料層，所述電阻材料組合物如權利要求2至4中任一項所述，所述方法包括在絕緣底材上形成一層所述電阻材料，所述第一蝕刻劑既能蝕刻所述電阻材料的所述零價金屬也能蝕刻所述導電材料，所述第二蝕刻劑能有選擇性地蝕刻所述導電材料而不蝕刻所述電阻材料的所述零價金屬，用光敏抗蝕劑覆蓋所述導電材料層的選定部分，用所述第二蝕刻劑蝕刻所述三層結構，以形成被部分蝕刻的結構，用光敏抗蝕劑覆蓋所述被部分蝕刻的結構的經選擇部分，以及用所述第一蝕刻劑蝕刻所述被部分蝕刻的結構的所述電阻材料層的外露部分，以除去所述電阻材料層的外露部分。
44.一種在絕緣底材上形成薄層電阻的方法，它包括提供一種結構，它包含絕緣底材和其上的一薄層如權利要求2至4中任一項所述的電阻材料組合物，用光敏抗蝕劑覆蓋所述電阻材料層的選定部分，蝕刻除去所述電阻材料層的未覆蓋部分，以在所述絕緣材料上留下一塊電阻材料，除去剩下的光敏抗蝕劑，在所述電阻材料塊上形成一層導電材料，覆蓋所述導電材料層上彼此隔開的選定部分，以及用不蝕刻所述電阻材料的蝕刻劑來蝕刻所述導電層。
45.一種形成電阻的方法，所述電阻包含絕緣底材，在所述絕緣材料上的一塊如權利要求1所述的電阻材料層和在彼此隔開位置上與所述電阻材料塊電連接的數塊導電材料層，所述方法包括在絕緣底材上形成一層所述電阻材料，在所述電阻材料層上形成一層導電材料以形成三層結構，選擇所述導電材料以使得存在下述的第一蝕刻劑和第二蝕刻劑，所述第一蝕刻劑既能蝕刻所述電阻材料也能蝕刻所述導電材料，所述第二蝕刻劑能有選擇性地蝕刻所述導電材料而不蝕刻所述電阻材料，用光敏抗蝕劑覆蓋所述導電材料層的選定部分，用所述第一蝕刻劑對所述三層結構進行蝕刻，以除去所述導電材料層的外露部分和下面的所述電阻材料層部分，如此形成被部分蝕刻的結構，除去剩下的光敏抗蝕劑，用光敏抗蝕劑覆蓋所述被部分蝕刻的結構的選定部分，以及用所述第二蝕刻劑蝕刻所述被部分蝕刻的結構的所述導電材料層的外露部分。
46.一種形成電阻的方法，所述電阻包含絕緣底材，在所述絕緣材料上的一塊如權利要求1所述的電阻材料層和在彼此隔開位置上與所述電阻材料塊電連接的數塊導電材料層，所述方法包括在絕緣底材上形成一層所述電阻材料，在所述電阻材料層上形成一層導電材料以形成三層結構，選擇所述導電材料以使得存在下述的第一蝕刻劑和第二蝕刻劑，所述第一蝕刻劑既能蝕刻所述電阻材料也能蝕刻所述導電材料，所述第二蝕刻劑能有選擇性地蝕刻所述導電材料而不蝕刻所述電阻材料，用光敏抗蝕劑覆蓋所述導電材料層的選定部分，用所述第二蝕刻劑對所述三層結構進行蝕刻，由此形成被部分蝕刻的結構，除去剩下的光敏抗蝕劑，用光敏抗蝕劑覆蓋所述被部分蝕刻的結構的選定部分，以及用所述第一蝕刻劑蝕刻所述被部分蝕刻的結構的所述電阻材料層的外露部分從而將其去除。
47.一種形成電阻的方法，所述電阻包含一塊電阻材料和在彼此隔開位置上與所述電阻材料塊電連接的數塊導電材料層，所述方法包括a)提供一層金屬箔層，b)提供一層粘合在所述金屬箔層上的如權利要求2至4中任一項所述的電阻材料組合物，c)用光敏抗蝕劑覆蓋所述b)層的選定部分，d)從所述a)層上蝕刻掉所述b)層的未覆蓋部分，e)除去剩下的光敏抗蝕劑，f)向所述結構的電阻材料一面上層壓一片聚合物支承材料，g)用光敏抗蝕劑覆蓋所述金屬箔層的選定部分，以及h)蝕刻所述箔層的未覆蓋部分。
48.如權利要求47所述的方法，其中在步驟d)之前向所述金屬箔層的外露部分提供一層保護層，所述保護層在步驟g)之前的某一時刻除去。
49.如權利要求47所述的方法，其中所述電阻材料具有足夠的多孔性，以使得蝕刻劑可以透過所述電阻材料層擴散而削弱所述電阻材料和所述絕緣底材之間的粘合以至於所述電阻材料層接觸蝕刻劑的部分可從所述金屬箔上剝落。
50.一種在絕緣底材上形成成圖案電阻材料的方法，包括提供位於所述絕緣材料上的一層如權利要求2至4中任一項所述的電阻材料組合物，所述電阻材料具有足夠的多孔性，以使得蝕刻劑可以透過所述電阻材料層擴散而削弱所述電阻材料和所述絕緣底材之間的粘合，用光敏抗蝕劑覆蓋所述電阻材料層的選定部分，和讓所述電阻材料層上的未覆蓋部分與蝕刻劑接觸以破壞所述電阻材料和所述絕緣材料之間的粘合。
51.一種用來形成權利要求1所述電阻材料的前體溶液，當它處於火焰燃燒或控制氣氛的燃燒化學氣相澱積過程時產生Bi2Ru2O7，所述溶液包含含Bi的第一化學前體化合物和含Ru的第二化學前體化合物，以及一種或多種溶劑，所述第一和第二前體化合物互溶於所述溶劑中，它們用量的相對比值是使得在火焰燃燒條件下形成Bi2Ru2O7。
52.如權利要求51所述的前體溶液，它還提供溶解在所述溶液中的第三前體化合物，當所述第三前體化合物處於火焰燃燒時產生介電的金屬氧化物或準金屬氧化物，所述第三前體化合物的用量是使澱積的電阻材料含有約80-99.9wt％的Bi2Ru2O7和約0.1-20wt％所述介電的金屬氧化物或準金屬氧化物。
53.如權利要求51所述的前體溶液，它還提供溶解在所述溶液中的第三前體化合物，當該第三前體化合物處於火焰燃燒時產生增強導電性的材料，所述第三前體化合物的用量是使澱積的電阻材料含有約80-99.9wt％的Bi2Ru2O7和約0.1-20wt％所述增強導電性的材料。
54.如權利要求51所述的前體溶液，其中前體化學製劑的總濃度約為0.25-5wt％。
55.如權利要求54所述的前體溶液，其中所述前體溶液在丙烷中稀釋，以使得前體化學製劑的總濃度約為0.005-1.0wt％。
56.如權利要求53所述的前體溶液，其中前體化學製劑的總濃度約為0.25-0.5wt％。
57.如權利要求56所述的前體溶液，其中所述前體溶液在丙烷中稀釋，以使得前體化學製劑的總濃度約為0.005-1.0wt％。
58.一種用來形成權利要求1所述電阻材料的前體溶液，當它處於火焰燃燒或控制氣氛的燃燒化學氣相澱積過程時產生SrRuO3，所述溶液包含含Sr的第一化學前體化合物和含Ru的第二化學前體化合物，以及一種或多種溶劑，所述第一和第二前體化合物互溶於所述溶劑中，它們用量的相對比值是使得在火焰燃燒條件下形成SrRuO3。
59.如權利要求58所述的前體溶液，它還提供溶解在所述溶液中的第三前體化合物，當所述第三前體化合物處於火焰燃燒時產生介電的金屬氧化物或準金屬氧化物，所述第三前體化合物的用量是使澱積的電阻材料含有約80-99.9wt％的SrRuO3和約0.1-20wt％所述介電的金屬氧化物或準金屬氧化物。
60.如權利要求58所述的前體溶液，它還提供溶解在所述溶液中的第三前體化合物，當該第三前體化合物處於火焰燃燒時產生增強導電性的材料，所述第三前體化合物的用量是使澱積的電阻材料含有約80-99.9wt％的SrRuO3和約0.1-20wt％所述增強導電性的材料。
61.如權利要求58所述的前體溶液，其中前體化學製劑的總濃度約為0.25-5wt％。
62.如權利要求61所述的前體溶液，其中所述前體溶液在丙烷中稀釋，以使得前體化學製劑的總濃度約為0.005-1.0wt％。
63.如權利要求59所述的前體溶液，其中前體化學製劑的總濃度約為0.25-5wt％。
64.如權利要求63所述的前體溶液，其中所述前體溶液在丙烷中稀釋，以使得前體化學製劑的總濃度約為0.005-1.0wt％。
全文摘要
本發明涉及可以埋入多層印刷線路板中的薄膜電阻，也涉及用來形成這些薄膜電阻的結構和形成這些結構的方法，包括使用燃燒化學氣相澱積法。本發明還涉及化學前體溶液，使用該化學前體溶液可以通過燃燒化學氣相澱積技術將電阻材料澱積到底材上。
文檔編號H01C17/24GK1503276SQ0315406
公開日2004年6月9日 申請日期1999年4月29日 優先權日1998年4月29日
發明者A·T·亨特, A T 亨特, 硭, 黃子娟, 肖普, 邵虹, J·託馬斯, 盧藤, 姆克恩泰爾, 林文宜, S·S·肖普, 卡彭特, H·A·盧藤, 博頓利, J·E·姆克恩泰爾, 呂錕, R·W·卡彭特, S·E·博頓利, M·亨德裡克 申請人:莫頓國際股份有限公司, 微塗技術股份有限公司