ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Материалы для элементов тонкопленочных гибридных интегральных схем (ГЙС) из "Материалы в приборостроении и автоматике " В ряде случаев в микроэлектронике могут быть использованы и другие материалы для изготовления подложек. Это может быть связано, например, с необходимостью встраивания микросхемы в посадочное место прибора сложной конфигурации, с применением бескорпусной конструкции микросхемы с выводами, вмонтированными непосредственно в подложку, для создания микросхем с повышенной мощностью рассеяния. Наибольший интерес представляет фотоситалл и монокристаллические подложки. [c.421] Под воздействием ультрафиолетового излучения на фотоситалле проявляется конфигурация рисунка фотошаблона. В результате последующей химической обработки можно получить подложку любой формы с отверстиями и рисками размером до нескольких десятков микрометров. [c.421] Монокристаллические подложки применяются для мощных схем. Получаются они разрезанием больших кристаллов (слитков) на пластины. Слитки в большинстве случаев выращиваются по методу Чохральского либо плавлением в пламени по методу Вернейля. Кристаллы, выращенные по методу Вернейля, ограничены в размерах и содержат большее количество дефектов в единице объема. [c.421] Свойства монокристаллических материалов подложек приведены в табл. 26. [c.421] Выбор метода очистки зависит от природы подложки, вида загрязнения и степени требуемой чистоты поверхности. Чистота поверхности — это не постоянный, а переменный критерий, зависящий от требований, предъявляемых к микросхеме. Основным критерием чистоты поверхности подложки является процент выхода годных схем, величина разброса по подложке поверхностного удельного сопротивления, количество коротких замыканий в композициях металл — диэлектрик— металл. [c.421] Очистка подложек подразумевает устранение загрязнений без нарушения поверхности самой подложки. Поэтому нельзя использовать сильные химические травители и допускать попадание абразивных материалов на поверхность подложки. [c.421] Очистка может производиться с помощью химических реакций, термообработки, ионной бомбардировки. Обычно используют комплекс различных обработок. [c.421] Для очистки поверхности в качестве растворителей используют галлоидо-замещенные углеводороды такие, как трихлорэтилен, перхлорэтнлен, хлористый метил и др,, имеющие низкую удельную теплоемкость и легко перегоняющиеся. [c.423] Химическая обработка может применяться как самостоятельно, так и в сочетании с ультразвуковой. Существенным недостатком химической очистки подложек является необходимость контролировать чистоту моющего раствора для предотвращения загрязнения подложки веществами, ранее растворенными в моющем растворе. Поэтому в качестве растворителей для заключительных промывок подложек используется деионизованная вода (в этом случае чистоту поверхности подложки можно контролировать по величине удельного сопротивления стекающей воды) и изопропиловый спирт (парообразный). Обязательным условием финишной промывки является постоянное обновление моющей среды. [c.423] Хорошие результаты достигаются при очистке подложек из стекла, сапфира, керамики последовательно в ультразвуковой ванне в растворителе при температуре 70 С, промывке в проточной воде, кипячении в растворе перекиси водорода, промывке в горячей деионизованной воде, сушке в потоке чистого азота при температуре 110—120 °С. [c.423] Наиболее оптимальной является очистка ситалловых подложек в горячих водных растворах перекиси водорода с добавлением аммиака до рН=7. [c.423] Высота неровностей при этом не воз растает, а даже немного уменьшается После кипячения в растворителе под ложки промываются в кипящей деиони зованной воде, а затем сушатся в по токе горячего азота высокой чистоты Температура сушки до 300 °С. [c.423] Тонкопленочные элементы ГИС и различных устройств функциональной микроэлектроники могут создаваться с помощью большого многообразия технологических методов, выбор которых обусловливается назначением, характеристиками, конфигурацией элемента, условиями его эксплуатации, природой исходного материала, наличием в схеме других элементов, составом имеющегося технологического оборудования. Схематично многообразие методов изображено на рис. 5. [c.423] Наибольшее распространение получили в настоящее время вакуумные методы формирования тонких пленок— термическое испарение исходного материала и катодное распыление. [c.423] Термическое испарение основано на нагреве исходного материала или композиции материалов в вакууме до температуры, при которой возрастающая с нагревом кинетическая энергия атомов и молекул вещества становится достаточной для их отрыва от поверхности и распространения в окружающем пространстве. Это происходит при температуре, когда давление собственных паров вещества превышает на несколько порядков давление остаточных газов. При этом атомарный поток распространяется прямолинейно, и при соударении с поверхностью подложки испаряемые атомы и молекулы конденсируются на ней. [c.423] ДОЛЖНО превышать длину свободного пробега испаряемых атомов. [c.426] Метод термического испарения имеет разновидности, которые различаются по способу нагрева испаряе.мого материала. Наиболее простым является испарение с резистивного испарителя, который нагревает испаряемый материал за счет джоулевого тепла. Метод прн.меняется для испарения материалов с температурой испарения до 2000—2200 °С. Материал резистивного испарителя должен иметь температуру размягчения более высокую, чем температура испарения материала, не вступать с ним в химическую реакцию при высоких температурах. Испаряемый материал не должен диссоциировать при высоких температурах, сплавы и композиции должны иметь близкие друг к другу парциальные давления паров составных материалов при температуре испарения. [c.426] Для соблюдения на подложке стехиометрии испаряемого материала должно выполняться условие соответствия массы испаряемой частицы порошка количеству материала, необходимого для получения нескольких монослоев на подложке. Б-этом случае не имеет значения неодновременность попадания на подложку различных атомов. Скорость подачи испаряемого материала должна быть равна или меньше скорости испарения, в этом случае материал не скапливается на испарителе. Метод требует визуального контроля процесса испарения. [c.426] Нагрев электронной пушкой — метод нагрева испаряемого материала кинетической энергией пучка электронов. Испаряемый материал помещается обычно в тигель из тугоплавкого материала либо из водоохлаждаемой меди. [c.426] Вернуться к основной статье