Химическое осаждение из газовой фазы

Эта технология используется при изготовлении оптических, оптоэлектронных и электронных устройств. При производстве датчиков часто бывает необходимо формировать оптические окна или наносить на поверхность полупроводниковых подложек тонкие или толстые кристаллические пленки.

Процесс химического осаждения проводится в реакторе, упрощенная схема которого показана на рис. 18.7. Подложки располагаются на стационарном или вращающемся столе (держателе пластин), температура которого повышается до требуемого уровня при помощи специального нагревателя. В верхней крышке ре­актора есть отверстие для ввода водорода со специальными примесями, которые перемещаясь над нагретыми поверхностями подложек, осаждаются на них, фор­мируя тонкие пленки. Обычно газ вводится через центральную часть реактора, а выводят через боковые отверстия. Среднее давление газа в реакторе составляет порядка 1 атм, а иногда и ниже. Например, для выращивания пленки из Ga_{0 47}ln_{0 53}As толщиной 6000 Å на InP подложке со скоростью 1.4 Å/с необходимо обеспечить следующие условия: температуру 630°С и давление 1 атм [3].

Нано-технологии

Говоря о нано-технологиях, подразумевается, что речь идет об устройствах, раз­меры которых сравнимы с нанометром (10^-9м). На практике же большинство суб­миниатюрных элементов имеют размеры в 1000 раз большие — порядка микрон (10^-6м). Однако по мере развития технологий эти размеры имеют тенденцию умень­шаться.

В настоящее время быстро развиваются микросистемные технологии, позво­ляющие создавать микроэлектромеханические системы (МЭМС) и микроэлектро-оптомеханические системы (МЭОМС). МЭМС устройства объединяют в своем составе электрические и механические компоненты. Это означает, что в их струк­туру входит хотя бы одна подвижная или деформируемая часть и обязательно элек­трическая схема. И названия МЭОМС следует, что одним из ее элементов должен быть оптический компонент. Большинство МЭМС и МЭОМС являются трехмер­ными устройствами, размеры которых составляют порядка микрон.

В настоящее время существуют два типа микротехнологий: микроэлектро­ника и микромашинная технология. Под микроэлектроникой понимается про­изводство интегральных схем на кремниевых кристаллах. А микромашинная технология объединяет в себе методы изготовления структур и подвижных ча­стей микроустройств. Цель построения МЭМС — это объединение интеграль­ных электронных схем и микромашинных устройств. Очевидными преимуще­ствами МЭМС являются: низкая стоимость, надежность и миниатюрные раз­меры.

Сейчас наибольшее развитие получили три направления микротехнологий: методы обработки кремния, обработка при помощи эксимерного лазера и LIGA-технология [4, 5]. Методы микрообработки кремния являются наиболее бурно раз­вивающимися, поскольку кремниевые подложки широко используются в микро­электронике, и именно они являются наиболее подходящими кандидатами для построения микросистем.

Эксимерный лазер является УФ устройством, которое может быть использова­но для микромашинной обработки большого количества материалов без их на­гревания, что является чертой, отличающей его от других типов лазеров, удаляю­щих материал выжиганием или выпариванием. Эксимерный лазер используется, в основном, для работы с органическими материалами (полимерами и т.п.)

LIGA (литографическая гальванопластика и литье) — технология изготовле­ния форм, используемых для производства механических микрокомпонентов, которые могут быть реализованы из различных материалов. Однако, эта техноло­гия обладает серьезным недостатком — необходимостью применения рентгено­вского излучения синхротрона.

Фотолитография

Фотолитография — метод получения трехмерных структур механических микро­систем, взятый из микроэлектроники.

На рис. 18.8А показана пленка некоторого материала (например, диоксида кремния), нанесенная на подложку из другого материала (например из кремния).

Цель метода — селективное удаление части оксидного по­крытия, чтобы освободить тре­буемый участок подложки (рис. 18.8F)

На поверхность оксидно­го слоя наносится пленка из полимера, чувствительного к УФ излучению (рис. 18.8В), называемого фоторезистом. Сверху полимера формирует­ся маска, которая часто пред­ставляет собой шаблон из хрома, нанесенный на стек­лянную пластину. УФ излуче­ние попадает на фоторезист через маску (рис. 18.8С). Пос­ле чего облученная часть фо­торезиста удаляется, в резуль­тате чего формируется маска из фоторезиста (рис. 18 8D).

Существуют два типа фо­торезистов: положительный (левая сторона рис. 18.8) и от­рицательный (правая сторона рис. 18.8). Когда УФ облучает положительный резист, он ослабляет полимер, в результате чего именно эта часть резиста удаляется после облучения, оставляя на резистивном слое положитель­ную маску. При облучении УФ отрицательного резиста происходит усиление по­лимера, и удаляется часть полимера, не подвергшегося облучению При этом на резистивном слое остается инвертированный рисунок исходной маски. Для уда­ления оксида кремния в зонах, незащищенных резистом, используется хими­ческий или иной пригодный метод (рис.18.8Е). В конце процесса удаляется ре­зист, и остается готовая структура (рис. 18.8F)

Поиск по сайту: