18. Жұқа кабықтарды алу әдістерін түсіндіріңіз
Гибридті ИМС - да жіңішке пленкаларды резисторлар, конденсаторлар, контактілі бөлік және байланыс өткізгіштер дайындауға қолданады. Жіңішке пленкаларды алудың әртүрлі әдістері бар: жылулық шаңдату (термическое напыление), катодтық шаңдату, ионды - плазмалық шаңдату, химиялық тұндыру, электрохимиялық тұндыру. Ең көп тарағаны жіңішке пленкалардың жылулық шаңдату әдісі.
Жылулық шаңдату (термическое напыление). 1 - суретте жіңішке пленкалардың жылулық шаңдатуына арналған орнатудың принципиалды схемасы көрсетілген. Монтажды үстелде орнатылған шаңдату қалпағы барлық жүйелерді герметизерлейді. Жүйеде ағуды (натекание) болдырмас үшін, барлық енгізу(ввод) мен түйіндер (вывод) вакуумды - тығыз орындайды. Тұндырылу тиіс материал төменгіұшпалылықпен (летучесть) баяу балқитын материалдан (көп жағдайда вольфрам немесе молибден) дайындалған буландырғышта орналастырылады. Кейде буландырғышты дайындау үшін бұралған сым қолданады. Тозаңдаушы материал жоғары тазалықта болу керек. Материалдың бу қысымы вакуумды жүйенің қысымын арттырмайынша буландырғыш қыздыра береді. Буландырылған материалдың атомы тіксызықты қозғалады және төменгі температуралы барлық беттерде (поверхностях) конденсияланады.Қысым атомдарының тіксызықты қозғалысын қамтамасыз ету үшін жүйеде газ бен буланған материал атомдарының арасында соқтығысу ықтималдылығы аз болған жағдайға дейінгі мәнге дейін төмендетілуі керек. Атомдардың бос аралығының орташа ұзындығы көз (источник) бен подложка арасындағы қашықтыққа қарағанда бірнеше есе көп болу керек. Шаңдатпалы орнатудың вакуумы (вакуум напылительной установки) жоғары болған сайын, пленка сапасы жақсы болады.
1 - сурет. Жіңішке пленкалардың жылулық шаңдатуына арналған орнатудың принципиалды схемасы: 1 - қалпақ; 2 - жылытқыш; 3 - ұстаушы; 4 - подложка; 5 - бұрылмалы жапқыш; 6 - буландырғыш; 7 - аралық қабат; 8 - таласты тақта (спорная плита)
Жылулық шаңдату тәсілінің негізгі артықшылығы - оның қарапайымдылығы мен жоғары вакуумде өте таза пленкаларды алу мүмкіндігі болып табылады.
Катодтық шаңдату (катодное напыление).
Жылулық шаңдату әдісімен салыстырғанда катодтық шаңдату әдісінің артықшылығының бірі катодтық шаңдатудың жоғары температурамен байланысы болмағандығында. Сондықтан, баяу балқитын материалды шаңдату кезінде қиыншылықтар жоғалады. Дегенмен, бұл әдіс кезінде катод жоғары өткізгіштікті ие болу керек. Бұл шарт шаңдатулы материалдың ассортиментін шектейді. Соның ішінде, диэлектриктердің шаңдатылуы мүмкін емес болып табылады.
Катодты шаңдату әдісінің кемшіліктеріне пленкалардың кейбір ластанушылығы (төмен вакуумды салыстырмалы қолдану себебінен), жылулық әдіспен салыстырғанда шаңдатудың кіші жылдамдығы, сонымен қатар процесстердің бақылау қиыншылығы жатады.
Ионны - плазмалық шаңдату. Шаңдату процессі келесілерден тұрады. Плазмаға қатысты нысанаға жалпы нормадан ауытқыған жалынсыз разрядтың пайда болуына жеткілікті теріс потенциал беріледі (2 - 3 кВ). Нысананың таңдалынып отырған атомдары подложкаға дәл келеді және сонда тұндырылады.
Материал шаңдату жылулық шаңдатудан артықшылығы, кернеу беру кезінде ғана болады және оның өшірілуі кезінде тоқтатылады. Шаңдатуды тоқтату үшін арнайы жапқытар қолданады.
Әртүрлі қасиеттері бар әртүрлі материалдардан пленка алу үшін ионно - плазмалық шаңдату әдісі ИМС өндірісінде перспективалық болып табылады.
Электрохимиялық тұндыру. Микроэлектроника технологиясында әртүрлі қасиеттері бар пленкалы жабынды алу үшін химиялық әдістер қолданады: электролитикалық және химиялық тұндыру, анодтық қышқылдандыру.
Микроэлектрониканың жіңішкепленкалы технологиясында электролиттік тұндыруды көпқабатты металлдық маскаларды дайындауға, ішкісхемалы байланыстың өткізгіштігін көтеруге, ИМС - да қатты және арқалық түйіндер құруға, корпустарды алтындауға қолданады.
Химиялық тұндыру су ерітінділерінен тұратын және электр өрісінің қосымшасынсыз жүзеге асатын металлдарды қайта орнына келтіруге негізделген. Химиялық әдіспен никель, күміс, алтын, палладий және өткізгіште қандай болса, сондай өткізбейтін подложкадағы басқа матеиалдардың пленкаларын тұндырады.
Анодты тотықтыру - бұл қышқылды пленка құрудағы электролиз кезіндегі анодта ерекшеленетін химиялық активті металлдардың оттек иондарымен әрекеттесуі. Микроэлектроника технологиясында анодтау арқылы тантал мен алюминиден қышқылды пленка алады.