ШАРИ МАТЕРІАЛІВ І ДІЕЛЕКТРИКІВ.

Основним методом отримання тонких шарів металів і діелектриків служить нанесення їх в вакуумі. В основі методу лежать випаровування матеріалу при розігріві і подальша конденсація парів на підкладці. Технологічний процес вимагає створення в робочій камері розрядження і певного складу середовища. У самому процесі виділяють три фази: освіта потоку речовини з випарника, формування потоку в просторі «випарник-підкладка» і конденсація парів на підкладці.

Можна виділити три обґрунтованих методи, що використовуються для отримання шарів (рис. 1.5): термовакуумной нанесення, катодного розпилення, іонно-плазмове розпилення.

При термовакуумной розпиленні наноситься речовина випаровується за допомогою резистивного нагрівання або електронного променя. Тиск в робочій камері в цьому випадку має бути

Методи нанесення шарів

Мал. 1.5. Методи нанесення шарів:

а - термовакуумной нанесення; б - катодного розпилення; в - іонно-плазмове розпилення

на кілька порядків нижче, ніж парціальний тиск парів випаровується речовини. Потік пари - атомарний і проходить без зіткнень, тобто відстань «випарник-підкладка» менше довжини вільного пробігу. Це визначає вимоги до високого вакууму в робочому обсязі під ковпаком установки. Для забезпечення конденсації підкладка повинна мати певну температуру.

При цьому методі (рис. 1.5, а) під ковпаком 1 розміщуються нагрівач підкладки 2, подложкодержатель 3 з підкладками 4. Для нанесення шарів однакової товщини на все підкладки подложкодержатель приводиться в обертання спеціальним приводом, розміщених зазвичай поза робочої камери.

Час, протягом якого може наноситися шар, визначається положенням заслінки 5. Заслінка також захищає поверхню пластини від попадання сторонніх домішок при прогріванні камери для дегазації. Для запобігання внутрішньої поверхні ковпака від запилення застосовуються екрани 6. випаровується речовина міститься в випарник 7. Випарник може бути виконаний у вигляді тигля, човники з тугоплавкого металу або кераміки або є спіраль, на яку навішені частки матеріалу, який випаровується речовини.

Плита 8 служить для установки всіх пристроїв, через її ущільнені вводи наводяться в рух механізми подколпачних пристроїв і подається електроживлення. Плита має отвір для з'єднання з вакуумною системою.

Катодного розпилення проводиться при низькому вакуумі (0,66-1,133 Па) в середовищі нейтрального газу. Розпилення речовини відбувається йод дією бомбардування катода іонізованими молекулами газу.

Для виконання операції (рис. 1.5, б) в робочій камері 1 є анод 2 і подложкодержатель 3 з підкладками 4. Час нанесення плівки відраховується з моменту відкриття заслінки 5. випаровується є матеріал катода 6 або речовина, що поміщається на його поверхню. Катод прикритий екраном 7. Тиск в камері під час технологічного процесу стабілізується за рахунок керованого натекания через голчастий натекатель 8. Вакуумна система установки при цьому працює безперервно.

Іонно-плазмове розпилення проводиться при тиску 0,13-0,07 Па. У камері 1 (рис. 1.5, в ) встановлено підігрівач підкладок 2, поруч з яким знаходиться подложкодержатель 3 з підкладками 4. Джерело іонів 5 і анод 6 створюють в камері іонізовану плазму 7. Негативний потенціал, що подається на мішень 8, витягує з плазми іони , які, бомбардуючи мішень, розпорошують її. Тиск в камері регулюється голчастим натекателем 9.

Переваги методів катодного і іонно-плазмового нанесення шарів полягають в їх високої продуктивності, хорошою відтворюваності одержуваних шарів і універсальності. Недоліком методів є проведення процесів в низькому вакуумі, що не дозволяє отримувати шари з особливо чистим складом.

Великим недоліком вакуумних установок є значний час відкачування робочого об'єму, тому в останні роки прагнуть отримати установки безперервної дії за рахунок створення шлюзових камер для завантаження і вивантаження.

ШАРИ ОКСИДУ.

Шари діоксиду кремнію використовуються в ІМС для ізоляції при багатошарової розводці, захисту поверхні кристала і маскування в літографії. Найбільш поширеним способом є отримання оксиду за допомогою термічного окислення, що виконується в дифузійних печах. У цьому випадку окислення кремнію проводиться шляхом пропускання через кварцову трубу сухого або вологого кисню протягом заданого часу.

Крім термічного окислення застосовується Піролітичне осадження. Цей процес проводиться при більш низьких температурах і використовує реакцію між сіланом і киснем на поверхні пластини.

Можливе застосування катодного і іонно-плазмового розпилення кремнію в суміші кисню і аргону. Вибір методу нанесення визначається призначенням шару і сумісністю процесу з іншими технологічними операціями.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >