Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 141
Текст из файла (страница 141)
Более того, контроль нагрева подложки трудно достижим ив-за разности температур пластины нагревателя н поверхности подложки, температура которой с трудом поддается прямому измерению. Для материалов с плохой теплопроводностью таких как стекла, на толщине подложки наблюдаются изменения температуры от 50' С до 100' С даже при относительно яе.
аысоннх, порядка 4Е)'С, температурах осаждения. При 300 С разность температур может доходить до 250' С [43). Были разработаны зкспернментальные методы выравнивания темпе. ратуры подложки. Они основаны на креплешш подложии теплопроводищими составзмн. Хансов н др. [44) использовали для очень тонких стеклянных пластин проводящую окись олова. Авторы оказались способными ограничить изменения (разброс) температуры пределемн ~5' С на пло. щади диаметром 2,5 см. Обычной практикой во многих лабораториях является приложение смеси индий — галлий к обратной стороне подложки.
Эвтектика зтих металлов остается жидкой прн комнатной температуре, а достаточно толстый слой ее может быть легко нанесен на обратную сторону подложки, чтобы обеспечить тепловой контакт по всей площади. Полезный температурный интервал ограничен давлением паров зтнх двух металлов, являясь достаточно низким, чтобы в большинстве случаев нм можно было бы пренебречь. Однако в результате оплавления с держателем илн с металлом и полупроводниковой подложкой может происходить ухудшение теплового контакта (затвердевание1).
Робби я Стоддарт [45~ сообщилн о максимально достижимой рабочей температуре, равной 250 С. Такие органические материалы, как высоковакуумные смазки, могут быть использованы таким же способом, но из-за их испарения и разложения температурные пределы получаются меньшимн. В работе [46) было сообщено также об использовании высокотемпературного акрилового цемента. 8. Поверхности подложек СГ бп Гззз ХГДГ Рагаямгниг глушу 'магггаг) и зодзгяигд зли ггозгоэнгтзяогг,ням Ипрмстпбть Хотя пориртость и является характеристикой объема, одяако она также зависит от состояния поверхности подложки. Там, где поры пересекают поверхность, удерживается грязь или загрязнения из очишающкх растворов.
Прн последующей вакуумной обработке часто возннкаеФ проб. лема выделения окклюдироваииых газов или продуктов разложения органических остатков. В то время, как стекла пор не имеют и их обезгажи. ванне ограничено десорбцией и днффузней водяных паров, гл. 2, равд. ЗВ, 2), поликристаллические керамики обязательно имеют поры, размеры и распределение которых меняются в зависимости от условий изготовле. ния. Эти поры являются важным критерием качества материала. Как утверждалось в равд.
2, поликристаллическая керамика скорее спекается, чем плавится. Это требует уплотнения диффузией атомов внутрь илн вакансий наружу первоначальных пустот. Обычно процесс уплотнения является неполным, и некоторые поры остаются. Заполнение остаточных пор может быть выполнено добавлением в качестве флюса стекла. Получающаяся структура показана на рис. 1 1. Относительно большие рекрн- 617 2) Увеличение изображения. Расстояние между подложкой и фото- шаблоном при экспозиции негативной фоторезистивной пленки ведет к раб. ширению положительных допуохов в образце.
Это явление вносит размерные ошибки в образцы с избирательно стравбнваемыми пленками, которые увеличиваются с увеличением расстояния, В отсутствие пыли главно)) причиной неудовлетворительного контакта с фотошаблоном является недостаточная плоскостность подложки. Этот эффект ухудшает рассеяние света и многократное отражение на оптических границах, а также обусловливает недостаточную ~~В глл коллямнрованность источника света, С другой стороны, расши- ВВ рение изображения отчасти сни- ъчй 75 жается при использовании гибких Вч подложек, поскольку при экспозн- $ч$ цнн на столе с вакуумной присо- Яч. 8~1 ской последние выправляются. Из-за действия многих пере)зенных степень расширения изо. ь)ч бражения не может быть пред- фьчь сявзана обычными выражениями.
Одяако рядом исследователей со- ьь~ общены данные, пригодные для некоторых частных случаев. Так, например, Калвер и Лейтон 147) рассчиталн, что источник сзе- Взс. ш. Взааизз Эасстезаза исмат наста размером 6 мм на стоян аон " аеаземаэа на Разиеэм юоаэамеаза та Разме ом мм на Расстоании на фотеэевасте Ме1. 630 мм может увеличивать ширину линии, заданную маской, иа 26 мкм при расстоянии 26 мкм. Глзиг и Шейбл )48) разъединили фотошзблон и повархяость кремниевой пластины при экспозиции линии шириной в 26 мкм и получили уширение в 6 мкм при расстоянии в 26 мкм.
Браун )20) нашел увеличение, равное 8 мкм для того же расстоянии, но линнн— шириной в 264 мкм. Его данные, показанные на рис. !О, демонстрируют прямолинейную Зависимость эффекта уширения от величины расстояния. Гл. 6. Подложки длн тонких пленок Рнс. 11. Схематическое изображение сечение высокоилотноа окиси алюмннне, нрнготовлеииоа со стеклом: о — 99% А!гОз+1% стекла; б — 99% А1зОз+1% стекле, бьмаяе «ри размер терла е-емлм 4. СВОЙСТВА ПОДЛОЖКИ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ЕЕ ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВОМ В злектронных устройствах подложка служат не только в качестве механического основания, но также н в качестве нзолвтора между различными компонентамн, Поэтому рассмотрим совместимость ингредиентов подложил с осажденной пленкой.
Технологические реактнвы должны быть чв Груаеа ю у Рис. 19. Таблица Мсиаелеева, иоказывающан обычные елемеитм, обРазУющие стенно и керамику !заштрихованы!. также выбраны тщательно, чтобы избежать нежелательных реакций чеблагопрнптно влияющих на осажденнуго пленку. Этн предпосылки требу1от тщательной проверхн состава материала подложки н нх возможных хнмн. ческнх реакций. Особенно это важно длн стеклянных подложек. состав которых изменяется в более широких пределах во сравнению с составом б18 сталлнзованные зерна чередуютск с участкамн нз стекла, Длк прнготовленнк мелкозернистого матернасмеяяе а га ла (рнс.
1!,б), который имеет меньрянрая бурла шее содержание стекла, нспользовалось сдержнванне роста зерен. Однако, несмотря на большую плотность материала, имеется повышенная вероитность сохраненнв незаполненных пор. Это не значнт, что все мелкозернистые керамнкн являются порнстымн. Отсюда следует, что о плотности н поркстостн нельзя говорить в совокупности н что зто, вообще говоря, различные параметры.
4. Свойства подложки, обусловленные ее химическим составом керамических н манокристаллических материалов. Составные элементы стекол и керамик даны в периодической системе, показанной на рис. 12. Как видно из рисунка, стекла состоя~ из элементов, находнщихся в двух отделыгых районах. Основяые стеклообразующие элементы даны в группе 1ЧА. Сульфиды, селеуиды и теллуриды также образуют легкоплавкие стекла, ио они ие пригодны для большинства применений в качестве подложек, в основном, из-за их недостаточной химической стойкости. Многие другие элементы соседних групп могут быть подставлены в цепную или сетчатую структуру силикатных стекол и таким образом можно обеспечить большое ноличество типов получаемых стекол. Элементы групп !Л и !1Л служат, главным образом, в качестве пластификаторов и помогают конт. ролировать как вязкость стекла, так и температуру плавления, отжига и формирования.
А. Обьеыное удельное сопротивление Добавление в стекла щелочных металлов облегчает нх вытягивание. Обычно используется окись натрия, заменяемая иногда окисью калия. Эти металлы образуют ионы относительно малых размеров и высокой подвиж- уетгесия0ра С у0 600 200 200 у00 Уйр В Уо ьм уг ~~ У0 е» Ф $ в $ 0 Д Ф 000ятяггя я01тугттягхя теняеулежи, 1000/д Рис.
ЕЗ. Зависимвсть оаъемиаго ухельиого соироеивлеиии равличиыл сесиол ое темпе. ратуры. 619 Гл. 6. Подложки для тонких аленок ности, которые придают стеклу такие нежелательные свойства, как малую хируичвскую стойкость н большие диэлектрические потери. Прн сопострвленин свойств стекол с их химическим составом, приведенными в табл. 3 н 4, видно, что удельное сопротивление зависит от состава, На рис. !3 приведены завнонмостн объемного удельного сопротивления некоторых стекол от температуры. Наклоны этих кривых указывают на термически актнвнроваииую проводимость, которая, по-видимому, обусловлена движением ионов через стекло.
Соответственно стекла с ианмень- уйлуллггггулуЯ, 0 000 700 000 000 о00 00 Ул7 бг. б» б0 00 ОйрФлмгм» 00рпууююууггя ''юеялжатурае т7007 К Рвс. КЬ Зависимость вбьемвото удельаото сваротивлеви» иерамиеесавх материалов От темиервтурм. шим содержанием щелочных примесей имеют ианбольшие удельные сопротивления. Оуэн и Дуглас ~49г показали, что малые количества примесей щелочных металлов влияют также иа проводимость плавленого кварца. Все другие омислы, эа исключением окиси алюминия, имеют тенденцию увеличивать удельное сопротивление стекол, Рассмотрим влняиие на объемное удельное сопротивление окислов бора н алюминии.
В общем, удельные сопротивления стекол пропорциональны их вязкости. Одяако увеличение концентрации окисла бора уменьшает вязкость с одновременным увеличением удедьного сопротивления, в то время как для стекол с оиясью алюминия наблюдается обратный эффект. Дла того, чтобы полу- 4. Свойства подложки, обусловленные ее химическим составом вить легкое вытягивание и сохранить высокое удельное сопротивление, в алюмо-боросиликатных стеклах должен поддерживаться тщательный баланс этих компонентов.
Краус и Дарби [50) исследовали влияние температуры иа подвижность ионов натрия в натрневом стекле. Они установили, 1тО Ввергни активации изменялась в интервале от ЗО до 60 ккал/моль. Увеличение температуры ат 25 до ЗОО'С может увеличить подвижность ионов на семь порядков. Сопротивление иэ ингрида тантала, рассеивающее на стеклянной подложке мощность 6,5 Вт/смз, может увеличить ее температуру до 200'С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
