45 (273)

PVD - Rozpylanie magnetronowe

W polu magnetycznym elektrony jonizują gaz. Powstałe jony

rozpędzają się w polu elektrycznym w pobliżu targetu

i bombardują go z dużą energią

(+) duża powierzchnia rozpylanego targetu

(+) proces wysokowydajny => duże szybkości osadzania

Metalizacja Al

Podstawowa, stosowana powszechnie na Si Zalety: dobra adhezja, dobrze się zgrzewa

Nanoszenie: działo 10... 15 kW elektronowe, odparowywanie ze źródła grzanego indukcyjnie, rozpylanie z użyciem systemu magnetronowego Warstwy 1... 1.2 pm

Podłoże zimne lub 150...200 °C - dla adhezji, lub 300...350 °C - dla dyf. powierzchniowej i lepszego pokrycia schodków Obróbka termiczna 440...510 °C - poniżej eutektyki (577 °C) Rezystancja charakterystyczna: 10'⁹ Om² do p-Si i 5x10'¹⁰ Om² do n+ Si

Wady: penetracja stopowa, elektromigracja: transport masy w metalu w czasie przepływu prądu stałego

Przy + nagromadzenie Al, przy - przerwa, ubytki na uskokach i gorących miejscach

Środki zapobiegawcze: Al+(0.8...2%) Si lub lepiej Al + 4%Cu + 2%Si

Osadzanie elektrolityczne

(+) Różne metale (Au, Ni, itp.) (+) Szybka > 10 pm (+) Powstawanie bąbli wodoru (-) Trudno osadzać sub-pm warstwy

(-) Niezbędna warstwa zwierająca

Wymagania stawiane metalizacji:

•    mała rezystywność

•    łatwość nanoszenia

•    łatwość obróbki fotolitograficznej (łatwość formowania wzorów)

•    odporność na utlenianie

•    stabilność mechaniczna, dobra adhezja, małe naprężenia

•    gładkość powierzchni

•    odporność na warunki panujące w trakcie dalszych procesów technologicznych(wygrzewanie, CVD dielektryków, następne metalizacje)

•    nie reagowanie z innymi warstwami

•    nie mogą zanieczyszczać płytek i aparatury

•    muszą dawać dobre charakterystyki przyrządów i mieć długi czas życia

Warstwy na kontakty:

•minimalne penetrowanie złącza

•    mała elektromigracja

Metalizacja wielowarstwowa

Jeśli nie wystarcza Al - metalizacja wielowarstwowa Warstwa przewodząca górna (Au, rzadko Al, 0.5*1 pm)

Warstwa „dolna”:

PtSi - kontakt, formowanie po napyleniu Pt, 10‘¹¹ Om² (do n⁺⁺)

Ti - warstwa adhezyjna, 0.1*0.2 pm

Pt - bariera przeciwdyfuzyjna dla Au, 0.1*0.2 1 pm

Albo Pd₂Si - Ti - Pd - Au

Nowsza - kontakt WTil0% - Au

W+10% Ti, bariera* adhezja, 0.1*0.15pm dla Al, 0.2 pm dla Au W - bardzo dobra bariera, współczynnik rozszerzalności termicznej zbliżony do Si, zapobiega dyfuzji Au lub Al do Si, zabezpiecza przed powstaniem eutektyki Au-Si

Ti - bardzo dobra adhezja do wszystkiego + tworzy stabilne tlenki (azotki), samozabezpieczenie przed korozją, zabezpieczenie W Czas życia metalizacji wielowarstwowej jest 5...15 x dłuższy niż pojedynczej Al! - dla typowych, realnych warunków nanoszenia