Основы технологии электронной компонентной базы
Основы технологии электронной компонентной базы
Механическая обработка полупроводниковых материалов: резка, шлифовка, полировка.
Резка осуществляется диском или проволокой с алмазным напылением, или проволокой специальной и постояннао подающимся на место разреза алмазного порошка. Толщина проволоки или диска от 0,1 – 0,15 мм.
Шлифовка
Под процессом шлифовки понимают обработку полупроводниковых пластин на твердых шлифовальных дисках абразивными микропорошками. По технологическим признакам шлифовку подразделяют на предварительную (с более крупным порошком) и окончательную (с более мелким порошком). Предварительная шлифовка проводится для того, чтобы быстро выровнять плоскости пластин и удалить припуск. Окончательную шлифовку проводят для дальнейшего улучшения геометрических параметров и качества поверхности обрабатываемых пластин. Утонение пластин также производится шлифовкой.
Полировка пластин
Для улучшения качества поверхности полупроводниковых пластин и уменьшения глубины механически нарушенного слоя проводят процесс полировки. Процесс полировки проводят при помощи полировальных дисков, обтянутых мягким материалом. В качестве абразива используют микропорошки синтетического алмаза, оксида алюминия, оксида хрома, диоксида кремния.
Катодное распыление.
В наиболее простом варианте (рисунок 7.18, а) устройство состоит из распыляемого катода 5, на который подают потенциал от 1 до 10 кВ, и анода с расположенными на его поверхности изделиями 3. Между катодом и анодом размещают, как правило, заслонку. На начальной стадии процесса производят откачку вакуумной камеры до максимально возможной степени разряжения (~10-1…10-2 Па), затем осуществляют напуск в рабочую камеру инертного газа (аргона). При этом давление в камере составляет 1…10 Па.
Следующей операцией является создание между анодом и катодом разности потенциалов (0,5...10 кВ). В результате в рабочей камере возникает газовый разряд. При воздействии ионов на поверхность катода идет разрушение оксидных слоев, практически всегда присутствующих на поверхности. Распыленные атомы металла взаимодействуют с активными газами (кислородом, азотом), и в результате осаждаются слои, загрязненные неконтролируемыми примесями. При этом, однако, наблюдается снижение парциального давления химически активных газов в камере, поэтому, как правило, всегда на начальной стадии осаждение покрытия производится на технологическую заслонку. По истечению некоторого времени заслонка открывается, и идет осаждение покрытия на поверхность изделия. Распыленные атомы при своем движении к подложке претерпевают многочисленные столкновения. В результате атомы распыляемой мишени теряют свою энергию, что вызывает, как правило, снижение адгезионной прочности осаждаемого покрытия. С целью уменьшения потерь энергии распыленных атомов в процессе их движения в газовой фазе расстояние между анодом и катодом делают минимальным.
Процесс распыления может производиться в химически активной среде, которая специально создается в рабочей камере. В этом случае процесс называют реактивным катодным нанесением покрытия. Таким методом на поверхности подложки формируют слои из оксидов, нитридов, карбидов металла.
Таким образом, катодное распыление характеризуется следующими преимуществами:
1) процесс распыления газовой фазы безынерционен, при прекращении подачи потенциала на катод генерация газовой фазы также практически мгновенно прекращается;
2) низкое тепловое воздействие на изделие (нагревается только поверхность катода);
3) возможность распыления тугоплавких металлов;
4) возможность получения покрытий различного химического состава (например, методом реактивного катодного распыления);
5) обеспечение высокой равномерности осаждения покрытий;
6) сохраняется стехиометрический состав покрытий при их получении распылением мишени из сплава.
Основные недостатки катодного распыления:
- низкие скорости роста покрытия (до 1нм/с);
- низкие энергия частиц, степень ионизации и, как следствие этого, невысокая адгезия покрытий;
- высокая степень загрязнения покрытий атомами газовой фазы;
- наличие в покрытии высокой плотности радиационных дефектов, причиной появления которых является воздействие на поверхность высокоэнергетичных электронов, отрицательных ионов
Основы технологии электронной компонентной базы