Способ изготовления рисунка проводников

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) (13) 1)5 Н 05 К 3/00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ско.СтеНКА ния созд мой град быть такж тиво сится найти цион- датчиВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57)Использование: изобретение отнок области микроэлектроники и можетприменение в изготовлении коммутаных плат, планарных конденсаторов,Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам сквозного оксидирования тонких металлических пленок, нанесенных на диэлектрическую подложку, и может найти применение в изготовлении коммутационных плат, планарных конденсаторов, катушек индуктивности, датчиков концентраций веществ в газовой фазе(в частности датчиков влажности) путем полного или селективного превращения пленок металлов (в частности алюминия и его сплавов) в оксид методом анодного оксидирования.Целью настоящего изобретения является упрощение способа и увеличение площаков концентраций веществ в газовой фазе и т.п. Сущность изобретения: в процессе оксидирования слоя алюминия в нем создают градиент скорости оксидирования, направленный от токоподвода к противоположному от него краю, в результате чего исключается явление отсечки потенциала от каких бы то ни было участков анодируемого слоя. Этим самым обеспечивается ее полное превращение в оксид, Завершение процесса анодирования происходит у места токоподвода, независимо от размеров анодируемой пленки. Одним из способов создаградиента оксидирования является ание градиента температуры анодируепленки. Другим способом реализации иента скорости анодирования можетсоздание градиента плотности тока,е направленного от токоподвода к проположному краю пленки. 1 табл 2 ил. дей подвергаемых оксидированию пленок при сохранении их качества, Кроме того, целью изобретения является повышение электрической стабильности и надежности создаваемых структур и расширение возможности технологии за счет увеличения числа пленочных слоев,Указанная цель достигается тем, что в процессе оксидирования создают градиент скоростй оксидирования, направленный от токоподвода к противоположному от него краю пленки, в результате чего исключается явление отсечки потенциала от каких бы то ни было участков анодируемой плени,Этим самым обеспечивается ее полное превращение в оксид, Завершение процесса анодирования происходит у места токоподвода, независимо от размеров анодируемойпленки, В данном случае отпадает необходимость Формирования токоподводящегоподслоя, в результате чего снижается числотехнологических операций, расширяются возможности технологии, повышается электрическая стабильность и надежность.создаваемых структур.Создание градиента скорости оксидированиявозможно различными путями. Одним из эффективных способов является создание градиента температуры анодируемой пленки, направленного от токоподвода, В этом случае способ может быть реализован следующим образом. Диэлектрическая подложка с оксидируемой пленкой приводится в тепловой контакт с нагревателем и/или холодильником так, чтобы температура пленки у токоподвода была ниже, чем у 10 15 20 противоположного края, Анодирование может проводиться в широко применяемыхэлектролитах. 25Другой способ реализации градиентаскорости анодирования - создание градиента плотности тока, также направленногоот токоподвода к противоположному краюпленки, Это достигается, например, применением электрохимической ячейки (фиг.1),представляющей собой сосуд 1 с электролитом, в котором на расстоянии б от одной иэстенок сосуда или специальной перегородки) располагается анодируемая пленка 2 на 35подложке 3. Величина параметра д можетколебаться в пределах 0,3-3 мм в зависимости от электропроводности электролита. Катод должен располагаться околопротивоположного токоподводу края пленки. При использовании такой конструкцииудается достигнуть разности в величинеплотности тока у токоподвода и у противоположного края в 20-600,Предложенный способ в обоих описанных вариантах отличается от прототйпа новыми признаками, а именно, созданиемградиента скорости оксидирования, на. правленного от токоподвода к противоположному краю пленки. Наличие новых 50признаков свидетельствует о соответствиипредложенного решения критерию "новизна", Авторам неизвестен способ сквозногооксидирования, который осуществляется сприменением градиента скорости оксидирования, что свидетельствует о соответствии предложенного решения критерию"существенйые отличия",Различйые варианты применения предлагаемых способов создания градиента скорости оксидирования иллюстрируются приведенными ниже примерами, Поскольку все названные в качестве областей применения типы иэделий могут быть выполнены в виде нанесенных на диэлектрическую положку тонкопленочных систем алюминиевых проводников и разделяющего их диэлектрика, которым служит пористый оксид алюминия, примеры приведены для подобной системы, характеризуемой следующими параметрачисло слоев, содержащихпроводники 2 толщина слоев, содержащихпроводники,мкм 1 число слоев, разделяющихпроводниковые слои 1 толщина разделяющегослоя, мкм 1 ширина проводников, мкм 10 ширина зазоров междупроводниками,мкм 10 длина зазора в каждомпроводниковом слое, м 40 Рисунок проводников в каждом проводниковом слое представляет собой гребенчатый конденсатор размерами 4 х 4 мм (фиг.2), где 1 - алюминий, 2 - оксид алюминия, Направление ветвей.обкладок в первом и втором про водниковых слоях перпендикулярны друг другу; конденсаторы располагаются друг над другом.П р и м е р 1, Оксидирование проводилось в 100 ь-ной фосфорной кислоте при постоянной плотности тока 2 мА/см, Процесс велся с градиентом температуры по поверхности пленки с минимальной температурой 150 С у токоподвода и максимальной 25 С у противоположного края пленки. Подложка - ситалл, 60 х 48 мм,П р и м е р 2, То же, в 6%-ной фосфорной кислоте,П р и м е р 3. То ке, в 3%-ной щавелевой кислоте.П р и м е р 4. То же, в 100-ной фосфорной кислоте на подложке из анодированного алюминия размером 90 х 90 мм, Рисунок располокен в центре подложки,П р и м е р 5, Оксидирование в 10;-ной фосфорной кислоте с минимальной температурой у токоподвода 10 С, максимальной 25 С у противоположного края платы, Подложка - ситалл, 60 х 48 мм,П р и м е р 6, То жес минимальной температурой 20 Си максимальной - ЗО С,П р и м е р 7. То же с минимальнойтемпературой 50 С и максимальной 15 С приплотности тока 1 мА/см,1812644 Результаты изнерений Лизлектринеских параиетров тестовых структур К примера 1221 1 Т 4 Г платы г к1 слой 55 40Гои, 11 слой 27 43 24 31 31 13 31 82 51 64 Ео 1 оо Эо 18 Зо 52 16 47 71 23 32 12 27 50 114 . 19 21 31 4 Зь 27 29 1 О 24 41 24 51 84 КГонОкр,ы 4 а 01 Е 36 5 13 24 54 13 19 27 40 14 17 18110 125 130 125 150 100 105 115 05 195 105 120 115 32 16 27 43 20 140 140 120 100 118 14 г 4115 130 Продолжение таблн 12 ы У примераа 2Т14 25 11 50 /1 77 ьь 12 8 54 57 16 22 15 2118 6 Кл 7 са ГО июхРа 41 а В 11 8 7160 150 145 12 7100 110 125 150 140 115 100 100 120 П р и м е р 8, Оксидирование в 10-ной фосфорной кислоте при постоянной температуре электролита 20 С и постоянном направлении формовки 40 В. Подлокка ситалл, 60 х 48 мм, При оксидировании"создавался градиент плотности тока по поверхности пленки, У токоподвода анодная плотность тока составляла 1,5 мА/см, у противоположного края пленки - 2 мА/см.П р и м е р 9, То же, на анодированной алюминиевой подлокке размером 90 х 90 мм, плотность тока у токоподвода 1 мА/см, у противоположного края пленки 2 мА/см,Контроль качества селективного сквозного анодирования проводился измерением электрического сопротивления как одного (межэлементная изоляция Ям, так И РаЗНЫХ МЕжСЛОйНаЯ ИЗОЛЯЦИЯ Яь 1/ол 3 СЛО- ев, а также измерением напряжения электрического пробоя межслойной изоляции. (Опр. м/о). Результаты измерений представлены в таблице. Как следует из данных, представленных в таблице. результаты применения предлагаемого способа удовлетворяют требованиям широкого класса изделий вышеперечисленных типов.По сравнению с прототипом, предложенный способ обладает следующими преимуществами: 1. Существенно упрощается технологический процесс получения оксидных пленокили окисно-проводниковых структур из металлических пленок, нанесенных на диэлек 5 трическую подложку. За счет исключенияопераций нанесения токоподводящего подслоя, его барьерного оксидирования при повышенном напряжении и термическогодоокисления сокращается время проведе 10 ния и трудоемкость процесса.2, Снимаются ограничения с величинплощадей подвергаемых оксидированиюпленок при сохранении качества анодногооксида, Способ позволяет анодировать15 пленки площадью 90 х 90 мм и более.Формула изобретенияСпособ изготовления рисунка проводников, включающий формирование слояалюминия на диэлектрической подложке,20 его анодное оксидирование в соответствиис рисунком при создании градиента скорости оксидирования, направленного от токоподвода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения технологического про 25 цесса и повышения его производительности, градиент скорости оксидированиясоздают путем формирования градиентатемпературы в слое алюминия или градиента плотности тока оксидирования,101 Ж 44 Составитель В.Орешкиндактор Техред М.Моргентал Корректо ул Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 1581 . ТиражВНИИПИ Государственного коми113035, Москв Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР