Реферат: Тонкопленочные элементы интегральных схем
(нарушение структуры пленки). Температура подложки
(обеспечение необходимой подвижности атомов осаждаемого
материала)
Адгезия между пленкой
Материал подложки и пленки. Дополнительные процессы
(например, образование промежуточного слоя окисла
между пленкой и подложкой). Загрязнение подложки.
Подвижность атомов осаждаемого материала
Загрязнение
Чистота испаряемого материала. Материал испарителя.
Загрязнение подложки. Степень разрежения и состав
остаточной среды. Соотношение между давлением остаточных
газов и скоростью осаждения
Окисление
Степень химического сродства осаждаемого материала к
кислороду. Поглощение водяных паров подложкой.
Температура подложки. Степень разрежения и состав
остаточной среды. Соотношение между давлением остаточных
газов и скоростью осаждения
Напряжение
Материал пленки и подложки. Температура подложки.
Размер зерен, включения, кристаллографические дефекты в
пленке. Отжиг. Угол между молекулярным пучком и подложкой
В зависимости от конкретных условий осаждения пленки одного и того же вещества могут иметь следующие основные структурные особенности: аморфную структуру, характеризующуюся отсутствием кристаллической решетки; коллоидную (мелкозернистую) структуру, характеризующуюся наличием очень мелких кристалликов (менее 10~2 мкм); гранулярную (крупнозернистую) структуру, имеющую крупные кристаллы (10-1 мкм и более); монокристаллическую структуру, когда вся пленка представляет собой сплошную кристаллическую решетку атомов данного материала.
Подложки
Материал, используемый для изготовления подложек, должен иметь однородный состав, гладкую поверхность (с чистотой обработки по 12—14-му классу), обладать высокой электрической и механической прочностью, быть химически инертным, обладать высокой теплостойкостью и теплопроводностью, коэффициенты термического расширения материала подложки и осаждаемой пленки должны быть близки по значению. Вполне понятно, что практически почти невозможно подобрать материалы для подложек, которые в равной степени пени удовлетворяли бы всем перечисленным требованиям.
В качестве подложек для гибридных ИС использую ситалл, фотоситалл, высокоглиноземистую и бериллиевую керамику, стекло, поликор, полиимид, а также металлы, покрытые диэлектрической пленкой.
Ситаллы—это стеклокерамические материалы, полу чаемые путем термообработки (кристаллизации) стекла. Большинство ситаллов получено в системах Li2О-Аl2Оз-SiO2-ТiO2 и RО-Al2Оз-SiO2-ТiO2 (КО типа СаО, МgО, ВаО).
В отличие от большинства высокопрочных тугоплавких кристаллических материалов ситалл обладает хорошей гибкостью при формировании. Его можно прессовать, вытягивать, прокатывать и отливать центробежным способом, причем он выдерживает резкие перепады температуры. Он имеет низкие диэлектрические потери, по электрической прочности не уступает лучшим сортам вакуумной керамики, и по механической прочности в 2—3 раза прочнее стекла. Ситалл не порист, газонепроницаем и имеет незначительное газовыделение при высоких температурах.
Поскольку по своей структуре ситаллы многофазны, то при воздействии на них различных химических реактивов, применяемых, например, для очистки поверхности подложки от загрязнений, возможно глубокое селективное травление отдельных фаз, приводящее к образованию резкого и глубокого рельефа на поверхности подложки. Наличие шероховатостей на поверхности подложки снижает воспроизводимость параметров и надежность тонкопленочных резисторов и конденсаторов. Поэтому для уменьшения высоты и сглаживания краев микронеровностей иногда на подложку наносят грунтующий слой из материала, обладающего хорошими диэлектрическими и адгезионными свойствами, а также однородной структурой (например, слой моноокиси кремния толщиной в несколько микрон).