Здавалка
Главная | Обратная связь

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.