Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата

где NA и NB - концентрации реагирующих веществ; R – универсальная газовая постоянная; a и b – показатели, численно равные коэффициентам в уравнении химической реакции.

Поскольку энергия активации химической реакции зависит от неоднородности поверхности, скорость травления чувствительна к состоянию поверхности. Так как различные кристаллографические поверхности структуры кремния имеют различно значение (Еа, то скорость травления зависит от ориентации пластин, а также от температуры.

В качестве селективных травителей (травители, для которых контролирующей стадией является химическая реакция) пластин кремния используют водные растворы щелочей (например, NaOH, KOH) и гидразин гибрат
(NH2)2H2O.

Для селективных травителей характерная разница скоростей травления в различных кристаллографических направлениях достигает одного порядка и более. Так, для щелочных травителей изменение скорости травления соответствует схеме (100) ( (110) ( (111).

Селективное травление используют для локальной обработки полупроводниковых пластин, в том числе для создания изолирующих областей при изготовлении ИМС.

Электрохимическое травление основано на химических превращениях, которые происходят при электролизе. Для этого полупроводниковую пластину
(анод) и металлических электрод (катод) помещают в электролит, через который пропускают электрический ток. Процесс является окислительно- восстановительной реакцией, состоящей из анодного окисления (растворения) и катодного восстановления. Кинетика анодного растворения определяется концентрацией дырок, генерируемых на поверхности полупроводниковой пластины.

Электрохимическое травление кремниевых пластин производят в растворах, содержащих плавиковую кислоту, при возрастающей плотности тока. При этом вначале происходит образование на поверхности пластины слоя оксида кремния, в состав которого входит фтористокремниевый комплекс SiF2, окисляющийся в водных растворах с выделением водорода согласно реакции:

NSi + 2nHF ( (SiF2)n + 2nH+ + 2ne-

(SiF2)n + 2nH2O (nSiO2 + 2nHF( + nH2(

Затем происходит анодное растворение оксида кремния в плавиковой кислоте:

SiO2 + 6HF ( H2SiF6 + 2H2O

Такой процесс называют также электрополировкой.

Для ускорения наименее медленных стадий процессов очистки с целью повышения качества очистки и производительности процессов применяют анодно- механическое травление. В основу анодно-механического травления положено электрохимическое травление, сопровождаемое механическим воздействием.
Электролит подается на освещенные мощной лампой (для генерации дырок) пластины, которые предварительно закрепляются на аноде и соприкасаются с вращающимся катодным диском, содержащим радиальные канавки. При этом скорость электрополировки достигает 400нм/с.

Электролитическое травление применяют как для очистки поверхности пластин, так и для их локальной обработки.

Электрохимическое нанесение пленок

В технологии микроэлектроники для получения пленочных покрытий с различными свойствами наряду с вакуумными применяют электрохимическое осаждение, анодное окисление. В основу метода положены реакции протекающие в водных растворах солей металлов в условиях приложенного электрического поля. В результате взаимодействия продуктов реакции с подложкой образуется пленка.

Электролитическое осаждение – осаждение пленок из водных растворов солей металлов (электролитов) под действием электрического тока, которое осуществляется в специальных электролитических ваннах, заполненных электролитом и содержащих два электрода: анод и катод.

При электроосаждении меди из раствора медного купороса в качестве анода используется медная пластина. С приложением к электродам разности потенциалов происходит разложение электролита на ионы. Под действием электрического тока, протекающего через раствор, находящиеся в растворе ионы металла, двигаясь к аноду, захватывают на нем электроны и, осаждаясь, превращаются в нейтральные атомы. Под действием тока ионы меди, достигая катода, отбирают два электрона, образуя нейтральные атомы, а на аноде атом меди отдает два электрона и переходит в раствор в виде положительного иона.
Процесс описывается следующими уравнениями: на катоде Cu2+ + SO42- + 2e = Cu0( + SO42-; на аноде Cu0 + SO42- = Cu2+ + SO42- + 2e.

Осаждение атомов металла начинается на дефектах структуры подложки, после этого они перемещаются вдоль поверхности к изломам, образуя пленку. Таким образом, пленка развивается островками, которые разрастаются во всех направлениях, пока не сольются. Если вблизи зародыша концентрация электролита понижена (что имеет место в большинстве случаев), то условия благоприятны для роста пленки по нормали к поверхности.

Свойства осажденных пленок зависят от состава электролита, плотности тока, температуры, интенсивности перемешивания электролита, скорости дрейфа ионов металла, формы и состояния поверхности подложки.

Толщина пленки контролируется по значению тока и времени осаждения: d = (gIt/(Sп; где ( - выход металла по току, g – электрохимический эквивалент, I – ток, протекающий через электролит, t – время, в течение которого осаждается металл, ( - плотность пленки, Sп – площадь подложки.

Практически значение тока постоянно, а время осаждения – контролируемый параметр.

Методом электроосаждения получают пленки из различных металлов: меди, никеля, золота, серебра и др.

В тонкопленочной технологии микроэлектроники электроосаждение применяют для изготовления многослойных металлических масок, повышения проводимости внутрисхемных соединений, создания жестких и балочных выводов
ИМС, золочения корпусов. Метод электроосаждения широко применяется также для получения тонких магнитных пленок, используемых в качестве элементов памяти.

Анодное окисление – взаимодействие химически активных металлов с ионами кислорода, выделяющимися у анода при электролизе с образованием оксидной пленки. Процесс анодного окисления, или анодирование, имеет много общего с электролитическим осаждением. Аппаратурное оформление этих методов практически одинаково, однако в данном случае пленки образуются на аноде, которым является подложка.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: экономический диплом, реферат на тему право, банк рефератов 5 баллов.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата