Процессы микро- и нанотехнологий. Ч. 2. Шутов Д.А - 32 стр.

                     Лабораторная работа 9
        Технологии получения тонких металлических пленок
      Цель работы
   1. Ознакомиться с методами получения тонких металлических пленок в
      технологии микроэлектроники методом вакуумного испарения и
      магнетронного распыления.
   2. Получить практические навыки работы на технологическом и лабораторном
      оборудовании, позволяющем получать тонкие пленки металлов на различных
      подложках.
Данная лабораторная работа может использоваться как самостоятельная, так и в
качестве расширения (дополнения) других лабораторных работ курса технологии
микро- и наноэлектроники.

      Теоретические сведения
      В производстве полупроводниковых приборов и ИМС широко используются
тонкие металлические и диэлектрические пленки. Металлические пленки применяют
для изготовления тонкопленочных резисторов и конденсаторов, коммутационных
элементов и контактных площадок, омических контактов, разводки и т.п. В
зависимости от назначения элементов ИМС используют как пленки из платины,
золота, серебра, никеля, хрома, меди, алюминия, титана, молибдена, так и
многослойные пленочные структуры.
      Наибольшее распространение получили следующие методы нанесения тонких
пленок:
      - термическим испарением материалов в вакууме (резистивным и
высокочастотным нагревом, нагревом электронным лучом или лазером);
      - ионным распылением (катодным, ионно-плазменным или магнетронным) и
      - ионно-термическим испарением.
      Термическое испарение в вакууме по сравнению с другими методами обладает
рядом преимуществ. Так, в высоком вакууме (10-4-10-7 Па) можно наносить особо
чистые пленки, т.е. мало загрязненные молекулами остаточных газов (02, Н2, N2, CO2
и др.). Относительная простота метода, а также возможность автоматизации
процесса позволяют осаждать пленки с воспроизводимыми параметрами.
Термическое испарение основано на создании направленного потока пара вещества
и последующей его конденсации на поверхности подложек, температура которых
существенно ниже температуры источника пара. Типовая рабочая камера установки
термического испарения показана на рисунке 1.
      Процесс термического испарения состоит из трех основных этапов: испарения
вещества; переноса его паров к подложкам; конденсации на них и образовании
пленочной структуры. При нагревании до определенной температуры вещество
испаряется, кинетическая энергия его частиц (атомов и молекул) возрастает, в
результате чего увеличивается вероятность разрывов межатомных и
межмолекулярных связей. Отрываясь от поверхности, частицы вещества
распространяются в свободном пространстве, образуя пар. При этом возможны две
схемы испарения: твердая фаза - жидкая фаза - парообразная фаза и твердая фаза -
парообразная фаза (сублимация). Вторую схему испарения также часто называют
возгонкой. При этом частицы вещества испаряются с поверхности, создавая в
замкнутом объеме V некоторое давление пара р. Одновременно происходит
обратный процесс - конденсация. При V = const, Т = const и р = const скорости
испарения υи и конденсации υк равны. Условия, при которых соблюдается равенство,
                                        32