2.1.3. Формирование омического контакта.
В качестве электрода используется алюминиевую пленка толщиной 1 мкм. Осаждение пленки осуществляется методом вакуум-термического распыления на установке типа УВН–Р, общий вид которой показан на рис.1.2.
Рис. 1.2. Установка для вакуум-термического распыления: 1- вакуумная камера, 2- образцы, 3- испаритель, 4- заслонка, 5- манометры, 6- форвакуумный насос, 7- клапан диффузионного насоса, 8, 9- краны, 10- диффузионный насос, 11- электромагнитный клапан, 12- водо-охлаждаемый маслоотражатель, 13- азотная ловушка, 14- форбаллон.
Подготовку образцов к напылению и проведению процесса формирования пленки необходимо проводить в соответствии с технологической инструкцией «Напыление алюминия на установке УВН-Р».
После напыления полученные структуры подвергаются отжигу при температуре 300 0С в течении 30 мин в вакуумной камере для улучшения адгезии и стабилизации электрического контактов алюминия к кремнию.
На поверхности алюминиевой пленки устанавливается выносной никелевый электрод, и затем вся поверхность алюминия и выносного электрода пассивируется кислотостойким лаком. На рис.1.3. приведена структура заготовки общий вид образца перед электрохимическим травлением.
а
б
Рис.1.3. Структура заготовки перед электрохимическим травлением: а) 1-кремниевая платина, 2- алюминиевый контакт, 3- электрод, 4 – лак; б) фотография готового кремниевого электрода в плане и сбоку.
2.1.4. Определение площади активного травления.
К площади активного травления относиться не маскированная лаком часть поверхности образца. Площадь определяется с помощью палетки с площадью одной ячейки 1мм2.
S=N1+N2/2,
где N1, N2 - соответственно число ячеек не попадающих и попадающих на край пассивирующего слоя рабочей поверхности подложки.
2.2. Расчет режимов электрохимического травления и состава электролита.
Величина тока через электрохимическую ячейку оценивается по плотности тока j (А/см2)и значению активной площади травления кремниевого электрода S (см2)по формуле:
J=j∙S
В состав электролита для электрохимического травления входят: этиловый спирт (C2H5OH(96,6%)), плавиковая кислота (HF(40%)), вода (H2O). Концентрация составных элементов электролита объемом V задается в объемных частях:
HF(40%):C2H5OH(96,6%):H2O =m:n:l
Объем компонентов раствора рассчитывается по формулам:
V0=V/(m+n+l)
2.3. Описание электрохимической ячейки и процесса анодирования
Общий вид разработанного лабораторного стенда для электрохимического травления кремния представлен на рис. 1.4. Электрохимическая ячейка выполняется из фторопласта. Выбор этого материала для изготовления конструкционных элементов ячейки связан с химической инертностью фторопласта к растворам плавиковой кислоты. Конструкцией ячейки предусмотрена возможность регулирования расстояния между электродами и угла между их плоскостями. Система электродов приведена на рис.6. В качестве катода электрохимической ячейки используется платиновый электрод пластинчатого типа с активной площадью 3,5 см2 .
Для проведения электрохимического травления в работе используется источник постоянного тока Б5-7. Величина тока травления выбирается в зависимости от решаемой задачи. Прибор работает в режиме стабилизатора тока. Отклонения токового режима в процессе травления не должно превышало 0,5 %.
В процессе травления осуществляется подсветка образца с помощью галогенной лампы ЛД-9. Режим подсветки необходим для интенсификации процесса травления за счет увеличения неравновесной концентрации дырок. Номинальное питание лампы в ходе эксперимента не должно превышать 9В. Время травления отсчитывается с момента начала пропускания тока через электролит.
Рис. 1.4. Общий вид стенда для проведения электрохимического травления: 1-источник питания; 2- источник питания подсветки; 3- электрохимическая ячейка
Рис.1.5. Система электродов