Funcțiile metalelor din REA sunt împărțite în elemente electrice și structurale.
În particular, în structurile de film:
Funcțiile electrice se bazează pe ud. conductivitate electrică (înaltă sau joasă), structurală - pentru rezistență, ductilitate, conductivitate termică, rezistență la căldură etc.
Norma Nordheim: funcțiile conductive sunt mai bine efectuate de metale pure.
În scopuri rezistive și structurale, se folosesc în principal aliaje (proprietățile variază foarte mult).
Funcțiile de aderență realizează metale de tranziție (Cr, Ti, Ni, V) - straturile subțiri (zeci de nanometri) pe substraturile de ceramică sau siliciu îmbunătățesc dramatic aderența Au și Ag. Tranziția metalele în sine nu sunt adecvate pentru a îndeplini funcțiile conductoare și sunt utilizate ca strat tech auxiliar care asigură metalizare fiabile efectuate de metale de tranziție (rezistivitate sp ridicat.) - bune conductoare.
Valvă - metale, în timpul oxidării anodice din care se formează pelicule de oxid dielectric de înaltă calitate. Există câteva astfel de metale: cel mai bun este Ta, unele dintre cele mai grave filme sunt Nb, Al, V, Ti. Valva metale cu filme anodice depuse pe suprafața lor sunt utilizate pe scară largă în fabricarea de condensatori de ud mari. capacitate, dar și pentru scopuri decorative.
Funcțiile de barieră sunt realizate de metale care pot servi ca o barieră pentru difuzia reciprocă a altor materiale care formează o structură. Aceste proprietăți sunt: Pt (pentru Au - Al), Cr sau V (pentru Al - Si), V (pentru Al - SiO2), Cu (pentru metale - B sau C), Sn (pentru metale - N).
Funcțiile de protecție sunt realizate de metale prețioase - Au, Pt și unele metale ale ramurii nobile (în dreapta hidrogenului) - Sn, Ni, Cr.
Cerințe pentru conductori în produse electronice
Cerința de bază pentru conductori este o rezistivitate specifică scăzută și, ghidată numai prin aceasta, ar trebui să se prefere aurul și cuprul în toate cazurile.
Cu toate acestea, judecarea conductivității electrice a metalelor din folie numai pe baza datelor de referință este imposibilă: structura lor este mai defectuoasă și, prin urmare, conductivitatea electrică este redusă în comparație cu starea masivă. Prin urmare, este necesar să se opereze cu valoarea reală a rezistivității, care depinde nu numai de material, ci și de tehnologia producției de film.
Valoarea rezistivității materialului de film, după cum arată experimentul, este cu 10 ... 30% mai mare decât referința pentru un material masiv. Astfel, atât rezistivitatea reală a volumului, cât și grosimea filmului sunt caracterizate de un singur parametru - rezistența la volum, a cărei valoare este specificată în proiectarea comutării.
În plus față de rezistența relativ scăzută specifică la metalele utilizate în IC semiconductor, se impun cerințe suplimentare:
aderență bună la siliciu și dioxid de siliciu; posibilitatea de a obține contacte cu siliciu ohmic și rectificativ (pentru barierele Schottky), deoarece IC include adesea elemente cu ambele tipuri de contacte; stabilitatea caracteristicilor în timpul funcționării pe termen lung.
Caracteristicile economice sunt, de asemenea, luate în considerare, dar în legătură cu consumul redus de metale în fabricarea IS IS critice, este permisă utilizarea metalelor prețioase.
Caracteristicile metalelor subțiri
Filmele subțiri nu sunt doar baza GIS-ului subțire, ci și utilizate pe scară largă în circuitele integrate cu semiconductoare. Prin urmare, metodele de obținere a peliculelor subțiri se referă la aspectele generale ale tehnologiei microelectronice. Există trei metode principale de aplicare a peliculelor subțiri nu pe substrat și unul pe celălalt:
pulverizare termică (vid), pulverizare cu plasmă ionică (soiuri: pulverizare catodică și plasmă ionică proprie); depunere electrochimică.
Aplicarea filmelor subțiri
Pulverizare termică. Pe placa de bază se află o capotă metalică sau de sticlă. Între ele se află o garnitură care asigură menținerea vidului după evacuarea spațiului sub-ecou. Substratul, pe care se realizează pulverizarea, este fixat pe suport. Încălzitorul este atașat la suport (depunerea se efectuează pe un substrat încălzit). Vaporizatorul include un încălzitor și o sursă de substanță pulverizată. Clapeta de acționare acoperă fluxul de la vaporizator până la substrat: pulverizarea durează un timp când clapeta este deschisă. Încălzitorul este de obicei un fir sau o spiră din metal refractar (tungsten, molibden, etc.), prin care trece un curent suficient de mare. În loc de filamente, încălzite recent utilizând un fascicul de electroni sau un fascicul laser.
Pentru a obține un film de înaltă calitate, temperatura ar trebui să se situeze în anumite limite optime (200-400 ° C). Rata de creștere a filmelor se situează între zeci și zeci de nanometri pe secundă. Rezistența legăturii - aderența filmului la substrat sau altă folie - se numește aderență. Unele materiale obișnuite (aur) au o adeziune slabă la substraturi tipice, inclusiv siliciu. În astfel de cazuri, un substrat este aplicat mai întâi pe substrat, care se caracterizează printr-o bună aderență, iar apoi materialul principal este pulverizat pe acesta. De exemplu, pentru aur, substratul poate fi nichel sau titan. Pulverizare catodică. Aici, majoritatea componentelor sunt aceleași ca și pentru pulverizarea termică. Cu toate acestea, nu există nici un evaporator: locul său este ocupat de catod. Rolul anodului este realizat de substrat împreună cu suportul.
Spațiul Podkolpachnoe este pompat mai întâi la 10 ... 10-6 mm Hg. Art. și apoi se introduce o cantitate de gaz neutru purificat (argon) prin duză, astfel încât se creează o presiune de 10 ... 10-2 mm Hg. Art. Atunci când se aplică tensiune ridicată la catod (2-3 kV), apare o descărcare anormală a strălucirii în spațiul anod-catod, însoțită de formarea unei plasme ion-ionice quasineutrale.
Stropirea cu plasmă cu ioni. Principala sa caracteristică în comparație cu metoda de pulverizare a catodului constă în faptul că o descărcare independentă de gaz acționează în spațiul dintre electrodul țintă (cu materialul depozitat depus pe el) și substratul. Tipul de evacuare - arc non-auto-susținut. Pentru acest tip de descărcare se caracterizează prin: prezența sursei de electroni special sub forma unui catod incandescent, tensiunea de operare mică (zeci de volți) și o densitate mare de plasma electron-ion. Spațiul sub-spiral, cum ar fi pulverizarea catodului, este umplut cu un gaz neutru. Nu există diferențe fundamentale între procesele de depunere catodică și de plasmă ionică. Numai modelele de instalații diferă.
Anodizing. Una dintre variantele de pulverizare chimică cu plasmă ionică se numește anodizare. Acest proces constă în oxidarea suprafeței unui film metalic