Химическое осаждение из водных растворов
Существуют несколько способов химического осаждения металлических покрытий из водных растворов: 1. контактный; 2. контактно-химический; 3. метод химического восстановления. Контактный способ основан на вытеснении ионов металла из раствора более активным металлом. Примером может быть хорошо известная из школьного курса реакция меднения железного гвоздя, помещенного в раствор сульфата меди. Контактно-химический способ осаждения металлов заключается в создании гальванической пары между металлом основы и более активным металлом. Так, при осаждении серебра на медную основу создают гальваническую пару с помощью более активного металла алюминия или магния. В этом случае более активный металл отдает свои электроны меди и на отрицательно заряженной медной поверхности ионы Ag+ восстанавливаются до металла. Рассмотренный процесс используют при нанесении серебряного покрытия на волноводные трубы и изделия сложной конфигурации из меди и ее сплавов. Метод химического восстановления (химическая металлизация) заключается в том, что металлические покрытия получают в результате восстановления ионов металла из водных растворов, содержащих восстановитель. Применяемое в технологии гибридных микросхем химическое осаждение из водных растворов основано на восстановлении металлов из растворов их солей. Таким образом, можно получать не только тонкие, но и толстые пленки (более 1 мкм), применяемые, например, для создания жестких и балочных выводов бескорпусных полупроводниковых микросхем, транзисторов, а также металлических масок (трафаретов). Для формирования конфигураций проводящего, резистивного и диэлектрического слоев используют различные методы: • масочный - соответствующие материалы напыляют на подлож-ку через съемные маски; • фотолитографический - пленку наносят на всю поверхность подложки, после чего вытравливают с определенных участков; • электронно-лучевой - некоторые участки пленки удаляют по за-данной программе с подложки путем испарения под воздействием электронного луча; • лазерный - аналогичен электронно-лучевому, только вместо электронного применяют луч лазера.
Наибольшее распространение получили два первых способа, а также их сочетания. Масочный метод. Самым простым методом получения задан-ной конфигурации пленочных элементов является масочный, при кото-ром нанесение каждого слоя тонкопленочной структуры осуществляет-ся через специальный трафарет. При масочном методе рекомендуется такая последовательность формирования слоев ГИС: • напыление резисторов, проводников и контактных площадок; • межслойной изоляции; • второго слоя для пересечения проводников; • нижних обкладок конденсаторов; • диэлектрика; • верхних обкладок конденсаторов; • защитного слоя. Пленка из напыляемого материала осаждается на подложке в местах, соответствующих рисунку окон в маске. В качестве материала съемной маски используют пленку бериллиевой бронзы толщиной 0,1-0,2 миллиметра, покрытую слоем никеля толщиной около 10 мкм. Нанесение пленок через съемные маски осуществляют термиче-ским испарением в вакууме либо ионно-плазменным распылением. В результате коробления маски в процессе напыления пленки между маской и подложкой образуется зазор, приводящий к подпылу. Кроме того, размеры окон в маске при многократном напылении уменьшаются. Все это обуславливает меньшую точность данного мето-да по сравнению с фотолитографическим. Несмотря на недостатки, масочный метод является самым про-стым, технологичным и высокопроизводительным. Метод фотолитографии. Этот метод позволяет получить кон-фигурацию элементов любой сложности и имеет большую точность по сравнению с масочным, однако он более сложен. Существует несколько разновидностей фотолитографии: Метод прямой фотолитографии предусматривает нанесение сплошной пленки материала тонкопленочного элемента, формирование на ее поверхности фоторезистивной контактной маски, вытравливание через окна в фоторезисте лишних участков пленки. Контактная маска из фоторезиста или другого материала, более стойкого к последующим технологическим воздействиям, воспроизводит рисунок фотошаблона из пленки. Экспонированный фоторезист удаляется (растворяется), после чего пленка резистивного материала стравливается с участков, не за-щищенных фоторезистом. Далее на подложке в вакууме наносится сплошная пленка алюминия. После фотолитографии и травления алю-миния проводящая пленка остается в областях контактных площадок и проводников. При этом сформированные на предыдущем этапе рези-сторы не повреждаются. После нанесения поверх проводящих элемен-тов и резисторов защитного слоя стекла проводится еще одна, третья фотолитографическая обработка, в результате которой стекло удаляется из областей над контактными площадками, а также по периметру пла-ты. Метод обратной (взрывной) фотолитографии отличается от предыдущего тем, что сначала на подложке формируется контактная маска, затем наносится материал пленочного элемента, после чего про-изводится удаление контактной маски. При фотолитографическом методе для изготовления ГИС, со-держащих резисторы и проводники, используют два технологических маршрута. Первый вариант – напыление материала резистивной и прово-дящей пленок; фотолитография проводящего слоя; фотолитография ре-зистивного слоя; нанесение защитного слоя. Второй вариант – после проведения первых двух операций, тех же что и в предыдущем варианте, сначала осуществляют фотолитогра-фию и травление одновременно проводящего и резистивного слоев, за-тем вторую фотолитографию для стравливания проводящего слоя в местах формирования резистивных элементов, после чего следует на-несение защитного слоя и фотолитография для вскрытия окон в нем над контактными площадками. При производстве пленочных микросхем, содержащих провод-ники и резисторы из двух различных (высокоомного и низкоомного) резистивных материалов, рекомендуется такая последовательность операций: • поочередное напыление пленок сначала высокоомного, затем низкоомного резистивных материалов; • напыление материала проводящей пленки; • фотолитография проводящего слоя; • фотолитография низкоомного резистивного слоя; • фотолитография высокоомного резистивного слоя; • нанесение защитного слоя.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|