химический каталог




Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем

Автор А.И.Курносов, В.В.Юдин

>Для процесса никелирования используют два вида электролитов: кислые и слабокислые. Приготавливают эти электролиты из солей, содержащих никель: сернокислого, хлористого, борфтори-стого никеля, двойной сернокислой соли никеля и др. Наиболее часто используют сернокислый никель. Сернокислые соли натрия и магния увеличивают электропроводность никелевого электролита. При составлении электролитов для никелирования необходимо учитывать два обстоятельства: при содержании ионов водорода в электролите с рН выше 6,3 образуется гидрооксид никеля и осаждаемый никель имеет темный цвет, что ухудшает электрофизические свойства пленки никеля. При рН ниже 4 количество водорода, выделившегося на катоде, значительно увеличивается, так как потенциал никеля электроотрицательнее потенциала водорода, что вызывает резкое снижение выхода металла по току и ухудшает сцепление осажденного слоя никеля с поверхностью полупроводниковой подложки. В качестве примера приведем состав электролита для осаждения никеля: 150—200 г/л сернокислого никеля, 70 г/л сернокислого натрия, 10 г/л сернокислого магния, 30 г/л борной кислоты и 5 г/л хлористого натрия. Процесс осаждения проводят при 18—20° С и плотности тока 0,5—1,0 А/дм2.

Для получения омических контактов на кремнии и равных по толщине слоев никеля на деталях сложной геометрической формы часто используют процесс химического никелирования, который заключается в осаждении никелевых покрытий в результате химического восстановления без применения электрического тока. Восстановителями служат гипофосфиты натрия, калия, аммония или кальция. Состав для химического никелирования: 30 г/л хлористого никеля, 10 г/л гипофосфита натрия, 50 г/л хлористого

73

аммония и 65 г/л цитрата натрия. Процесс осаждения никеля проводят при 70° С.

Серебряные покрытия используют в конструкциях полупроводниковых приборов и ИМС для повышения электропроводности токопроводящих элементов и уменьшения переходного сопротивления в контактах. Для серебрения широко используют цианистые электролиты, главным образом растворы цианистых солей серебра, так как они образуют мелкозернистые, плотные и пластичные пленки серебра. Из нецианистых электролитов используют железисто-синеродистые, йодистые и роданистые, однако они дают худшее качество осажденного металла. Состав электролита для осаждения серебра включает 2—5 г/л хлористого серебра и 80—100 г/л цианистого калия. Процесс проводят при 18—20°С и плотности тока 1,5—2 А/дм2. Железисто-синеродистый электролит состоит из 5 г/л хлористого серебра, 6—30 г/л железисто-синеродистого калия и 6—30 г/л кальцинированной соды. Процесс проводят при 15—25° С и плотности тока 0,1 А/дм2.

Одним из наиболее распространенных в полупроводниковой технологии является процесс осаждения золотых пленок на поверхности полупроводниковых подложек. Этот процесс позволяет получать покрытия, способные выдерживать любую химико-техническую обработку в самых агрессивных средах, содержащих плавиковую, азотную и уксусную кислоты.

Для осаждения золотых покрытий используется четыре типа электролитов: щелочные, слабощелочные, нейтральные и кислотные. Наиболее часто применяют щелочные электролиты. Кроме основных компонентов (комплексной золотой соли и свободного цианида) в электролиты могут входить различные добавки, улучшающие качество золотого покрытия и его электрофизические свойства. Для примера можно привести состав электролита: 1 г/л дицианоурата калия; 1,5 г/л хлористого калия; 1,3 г/л бифталата калия; 2,5 г/л лимонной кислоты, 3 г/л вольфрамово-кислого натрия и 0,2 г/л трилона. Процесс осаждения ведут при 90°С и плотности тока 0,5 А/дм2.

Для получения золотых покрытий, служащих омическими контактами к полупроводниковым материалам с электронной электропроводностью, используют электролиты, дающие возможность осаждения золотых пленок с примесью сурьмы. Для этой цели в состав электролита вводят 0,5—1 г/л сурьмяновиннокислого калия.

§ 4.11. Получение особо чистой воды

Вода широко используется при изготовлении полупроводниковых приборов и ИМС. Основное ее назначение — промывка (полупроводниковых пластин, кристаллов, элементов конбтрукций корпусов) и приготовление травильных растворов и электролитов. " Вода — бесцветная жидкость, представляющая собой химическое соединение 11,2% водорода и 88,8% кислорода. В воде рас-

74

?

творимы многие соли, оксиды, кислоты и щелочи. При повышенных температурах реагирует со многими металлами.

В процессе непрерывного кругооборота в природе вода постоянно загрязняется различного рода примесями: пылью, газами, химическими элементами, микроорганизмами. Природная вода никогда не бывает совершенно чистой и поэтому не может быть использована в технологических процессах изготовления полупроводниковых приборов и ИМС.

Очищают воду от механических примесей фильтрацией через слой песка и гравия, а от микроорганизмов — хлорированием. Для дальнейшей очистки воду многократно перегоняют (процесс дистилляции). Такая вода получила название дистиллированной.

Дистиллированная вода содержит достаточно большое количество примесей. Так, концентрация водородных ионов составляет 5,4—6,6. Сухой остаток не превышает 5 мг/л, а остаток после прокаливания — 0,05 мг/л. Количество примесей в виде сульфатов, хлоридов, нитратов кальция и тяжелых металлов сероводородной группы и группы сернистого аммония не превышает 1 мг/л. Таким образом, дистиллированную воду нельзя использовать для промывки полупроводниковых подложек и пластин с р-я-переходами. Ее обычно используют для предварительной промывки деталей и узлов конструкций корпусов, а также для отмывки различных изделий перед химическим травлением.

Для получения особо чистой воды дистиллированную воду подвергают дополнительной очистже с целью удаления из нее неорганических примесей, которые находятся в ней в виде ионов: катионов Fe2+, Cu2+, Na2+ и др. и анионов ?03-, С1~, S042_ и др. Таким образом, особо чистую воду, называемую деионизованной, получают методом ионного обмена, сущность которого состоит в том, что в гетерогенной системе вода — ионит происходит обмен ионами между водой и ионитом. В качестве ионита обычно используют различные ионообменные смолы.

Существует два вида ионообменных смол: катионитовые, связывающие катионы (КУ-1, КУ-2; КУ-8-4с, КБ-4, КБ4П2), и анио-нитовые (АВ-16, АВ-17-8, ЭДЭ-10П, АН-2Ф, АН-1, АВ-17-8-4с), связывающие анионы. Их условные обозначения имеют вид R — ? и R— ОН соответственно, где R—-органический радикал. Смолы гранулированы в шарики размером 1—5 мм.

Если дистиллированная вода сначала проходит через колонку, наполненную катионитовой смолой, то происходит улавливание этой смолой положительно заряженных катионов металлов М+ путем замещения ими протонов, входящих в состав смолы: (R—Н) +M+-*-_(R—?) +Н+

Если после этого процесса вода пройдет через вторую колонку, наполненную анионитовой смолой, то произойдет связывание отрицательно заряженных анионов (И-) хлоридов, сульфидов, бикарбонатов и т. д. путем замещения ими гидроксильной группы, входящей в состав анионитовой смолы: (R—ОН)+И-->-Ш—И)+ +ОН-.

75

Протоны и гидроксильные группы соединяются в молекуле воды:

Н+ + ОН- —Н20

В производстве полупроводниковых приборов и ИМС применяют деионизованную воду двух марок: марки А (предназначенную для промывки пластин и кристаллов с р-я-переходами) и

марки Б (предназначенную для обработки всех других элементов конструкций приборов и ИМС). Вода марки А при температуре 20°С имеет удельное сопротивление 7— 20 МОм-см, а вода марки Б —не менее 1 МОм · см. Окисляемость в пересчете на кислород, определяющая содержание органических примесей, в воде марки А равна 1,3 мг/л, а в воде марки Б — 2,5 мг/л. Содержание кремнекислоты в пересчете на S1O2 в воде марки А не более 2· 10-6%, а в воде марки Б — не более 2 · 10-5%.

О чистоте деионизованной воды судят по ее удельному сопротивлению, которое в значительной степени зависит от температуры. Собственное сопротивление воды при температуре 20°С составляет 24 МОм-см. На рис. 4.2 показана номограмма для определения зависимости удельного сопротивления воды от температуры.

На правой оси указано сопротивление воды при 20° С. Зная сопротивление воды при 20°С (например, 10 МОм-см), можно определить, как изменится сопротивление воды при 40 или 0°С. Для этого из точки, соответствующей сопротивлению 10 МОм-см (правая шкала), проводят прямые линии через точки 40 и 0°С (средняя шкала) до пересечения с левой шкалой и находят значения сопротивлений 4,8 и 18 МОм-см.

Глава 5

ПОЛУЧЕНИЕ СТРУКТУР МЕТОДОМ СПЛАВЛЕНИЯ

Метод сплавления позволил создать в 50-х годах первые плоскостные диоды и транзисторы с электрическими параметрами, близкими к предсказанным теорией. В настоящее время он имеет важное значение для присоединения контактов и электродных выводов к полупроводниковому кристаллу, а .в ряде случаев — для изготовления электрических переходов. Метод состоит в на-

Рис. 4.2. Номограмма для определения удельного сопротивления воды при различных температурах

76

яесении на поверхность полупроводниковой пластины легирующего металла или сплава, нагреве его до температуры плавления и охлаждении, при котором происходит захват атомов легирующей примеси в кристаллизующийся полупроводник. Для понимания процесса сплавления необходимо знать диаграммы состояния бинарных систем примесь — полупроводник. Основные физико-металлургические процессы при сплавлении —это смачивание металлом поверхности полупроводника, растворение полупроводника в расплаве и его рекристаллизация, Технологические режимы, способы нанесения электродных металлов и способы проведения процесса сплавления определяют качество получаемых сплавных структур. Несоблюдение режимов приводит к плохому смачиванию, неровному фронту сплавления, развитию трещин в кристалле. Разработаны методы, предупреждающие развитие подобных дефектов в сплавных структурах.

§ 5.1. Диаграмма состояния

Ликвидус и солидус. Диаграммой состояния или диаграммой фазового равновесия называют графическое изображение соотношений между параметрами состоян

страница 19
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

Скачать книгу "Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем" (3.82Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Рекомендуем компанию Ренесанс - люк-лестница на чердак - качественно и быстро!
цифры на частный дом
купить электросамокат сити коко
концерт руки вверх расписание 2017

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(25.09.2017)