Схема цього методу показана на рис 3.3. Головна його особливість в порівнянні з методом катодного напилення полягає в тому, що в проміжку між електродом 9 – мішенню (з нанесеним на неї напилюваним матеріалом) і підкладкою 4 діє незалежний, "черговий" газовий розряд. Розряд має місце між електродами 6 і 7, причому тип розряду – несамостійний дуговий. Для цього типу розряду характерні: наявність спеціального джерела електронів у вигляді розжарюваного катода (6), низька робоча напруга (десятки вольт) і велика щільність електронно-іонної плазми. Простір підковпака, як і при катодному напиленні, заповнений нейтральним газом, але при нижчому тиску (10^-3 – 10^-4 мм рт. ст.).[3]

Процес напилення полягає в наступному. На мішень щодо плазми (практично – щодо заземленого анода 7) подається від’ємний потенціал (2-3кВ), достатній для виникнення аномального тліючого розряду і інтенсивного бомбардування позитивними іонами плазми. Атоми мішені потрапляють на підкладку і осідають на ній. Таким чином, принципових відмінностей між процесами катодного і іонно-плазмового напилення немає. Розрізняють лише конструкції установок: їх називають відповідно 2-х і 3-х електродними.[3]

Початок і кінець процесу напилення визначаються подачею і відключенням напруги на мішені. Якщо передбачити механічну заслінку, то її наявність дозволяє реалізувати важливу додаткову можливість: якщо до початку напилення закрити заслінку і подати потенціал на мішень, то матиме місце іонне очищення мішені. Воно корисне для підвищення якості напилюваної плівки. Аналогічне очищення можна проводити на підкладці, подаючи на неї (до напилення плівки) негативний потенціал.[3]

При напиленні діелектричних плівок виникає трудність, пов'язана з накопиченням на мішені позитивного заряду, що перешкоджає подальшому іонному бомбардуванню. Це долається шляхом використання так званого високочастотного іонно-плазмового напилення. У цьому випадку на мішень на ряду з постійною негативною напругою подається змінна напруга високої частоти (близько 15 МГц) з амплітудою, що перевищує постійну напругу. Тоді під час більшої частини процесу результуюча напруга негативна; при цьому відбувається звичайний процес розпилювання мішені і на ній накопичується позитивний заряд. Проте під час невеликої частини процесу результуюча напруга позитивна; при цьому мішень бомбардується електронами, тобто розпилювання не відбувається, та зате компенсується накопичений позитивний заряд.[3]

Варіант реактивного (хімічного) іонно-плазмового напилення відкриває ті ж можливості отримання оксидів, нітриду і інших з'єднань, що і реактивне катодне напилення.[3]

Переваги іонно-плазмового методу в порівнянні з катодним полягають в більшій швидкості напилення і більшій гнучкості процесу (можливість іонного очищення, можливість відключення робочого ланцюга без переривання розряду і ін.). Крім того, на якості плівок позначається вищий вакуум.[3]

3.4 Анодування

Один з варіантів хімічного іонно-плазмового напилення називають анодуванням. Цей процес полягає в окисленні поверхні металевої плівки (що знаходиться під позитивним потенціалом) негативними іонами кисню, що поступають з плазми газового розряду. Для цього до інертного газу (як і при чисто хімічному напиленні) слід додати кисень. Тому, що анодування здійснюється не нейтральними атомами, а іонами.[1]

Хімічне напилення і анодування проходять спільно, оскільки в газорозрядній плазмі (якщо вона містить кисень) співіснують нейтральні атоми і іони кисню. Для того, щоб анодування переважало над чисто хімічним напиленням, підкладку розташовують лицем (тобто металевою плівкою) убік, протилежно катоду, щоб на неї не попадали нейтральні атоми.

У міру наростання окисного шару струм в анодному ланцюзі падає, оскільки оксид є діелектриком. Для підтримки струму потрібно підвищувати живлячу напругу. Оскільки частина цієї напруги падає на плівці, процес анодування протікає в умовах великої напруженості поля в окисній плівці. У результаті і надалі вона володіє підвищеною електричною міцністю.[1]

До інших переваг анодування відносяться велика швидкість окислення і можливість управління процесом шляхом зміни струму в ланцюзі розряду. Якість оксидних плівок, що отримуються даним методом, вище, ніж при використанні інших методів.[1]

3.5 Електрохімічне осадження

Цей метод отримання плівок відрізняється від попередніх тим, що робочим середовищем є рідина. Проте характер процесів схожий з іонно-плазмовим напиленням, оскільки і плазма і електроліт є квазінейтральною сумішшю іонів і неіонізованих молекул або атомів. А головне, осадження відбувається також поступово (пошарово) як і напилення, тобто забезпечує можливість отримання тонких плівок.[2]

Електрохімічне осадження історично розвинулося значно раніше за інші розглянуті методи – ще в XIX столітті. Вже десятки років назад воно широко використовувалося в машинобудуванні для різного роду гальванічних покриттів (нікелювання, хромування і т. п.). У мікроелектроніці електрохімічне осадження не є альтернативою термічному і іонно-плазмовому напиленню; воно доповнює їх і поєднується з ними.[4]

У основі електрохімічного осадження лежить електроліз розчину, що містить іони необхідних домішок. Наприклад, якщо потрібно осадити мідь, використовується розчин мідного купоросу, а якщо золото або нікель – розчини відповідних солей.[4]

Іони металів дають в розчині позитивний заряд. Тому, щоб осадити металеву плівку, підкладку слід використовувати як катод. Якщо підкладка є діелектриком або має низьку провідність, на неї заздалегідь наносять тонкий металевий підшар, який і служить катодом. Підшар можна нанести методом термічного або іонно-плазмового напилення.[4]

Щоб здійснити електрохімічне анодування, окислювану плівку металу слід використовувати як анод, а електроліт повинен містити іони кисню.

Велика перевага електрохімічного осадження перед напиленням полягає в набагато більшій швидкості процесу, яка легко регулюється зміною струму. Тому основна сфера застосування електролізу в мікроелектроніці – це отримання порівняльне товстих плівок (10 – 20 мкм і більш). Якість (структура) таких плівок гірша, ніж при напиленні, але для ряду застосувань, плівки виявляються цілком прийнятними.[5]

ВИСНОВКИ

В даній курсовій роботі розглянуто компоненти та елементи інтегральних мікросхем.

1. Інтегральна схема - електронний прилад, який складається з багатьох мініатюрних транзисторів та інших елементів схеми, об'єднаних у моноблок (чіп).

2. Сукупність технологічних операцій, складових технологічний маршрут виробництва тонкоплівкових ІС, включає підготовку поверхні підкладки, нанесення плівок на підкладку і формування конфігурацій тонкоплівкових елементів, монтаж і збірку навісних компонентів, захист і герметизацію ІС від зовнішніх дій. Важливе значення при створенні ІС мають контрольні операції, а також підготовка виробництва: виготовлення комплекту масок і фотошаблонів, контроль компонентів ІС і початкових матеріалів.

3. Нанесення плівок на підкладку ІС здійснюється:

а) термічним випаровуванням матеріалів у вакуумі з конденсацією пари цих матеріалів на поверхню підкладки;

б) іонним розпилюванням мішеней з матеріалів, що наносяться, з перенесенням атомів мішеней на поверхню підкладки;

в) хімічним осадженням плівок в результаті протікання хімічних реакцій в газовій фазі над поверхнею підкладки з утворенням плівкотвірної речовини з подальшим його осадженням на підкладку.

ЛІТЕРАТУР А

1. Малышев И.А. "Технология производства интегральных микросхем". – М.: Радио и связь, 1991.

2. В.А. Хрусталев. Нанесение тонких пленок в вакууме методами термического испарения и ионно-плазменного распыления. / Машиностроение. Энциклопедия / Ред. совет: К.В. Фролов и др. – М.: Машиностроение. Технологии, оборудование и системы управления в электронном машиностроении. Т. III-8 / Ю.В. Панфилов, Л.К. Ковалев, В.Г. Блохин и др.; Под общ. ред. Ю.В. Панфилова. 2000, с.208-213.

3. Технология вакуумной металлизации полимерных материалов. / Ю.В. Липин, А.В. Рогачев, С.С. Сидорский, В.В. Харитонов. – Гомель: Гомельское отдел. Белорус. инж. технологич. академии, 1994. – 206 с.

4. Козлов В.М. Новое оборудование и технологические процессы для нанесения покрытий в вакууме // Труды постоянно действующего научно-технического семинара "Электровакуумная техника и технология" (за 1997/98 гг.) Под ред. А.В. Горина – М.: 1999.

5. Одиноков В.В. Современное вакуумное оборудование для нанесения пленок магнетронным распылением в микроэлектронике // Труды постоянно действующего научно-технического семинара "Электровакуумная техника и технология" (за 1997/98 гг.) Под ред. А.В. Горина – М.: 1999.