Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

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 Ga0 47ln0 53As толщиной 6000 Å на InP подложке со скоростью 1.4 Å/с необходимо обеспечить следующие условия: температуру 630°С и давление 1 атм [3].


 
входное отверстие для газов

реактор

распределительный конус

подложки

поток газов

Рис. 18.7.Упрощенная структура реактора для проведения процесса хи­мического осаждения из газовой фазы

выходное отверстие для газов

держатель подложек

нагреватель

 


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).


 
фоторезистивный полимер

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

маска

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).

положительный резист
отрицательный резист
Рис. 18.8.Положительная и отрицательная фотоли­тография

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)




©2015 studenchik.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.