Технология металлов и металлических пленок

ПОЛУЧЕНИЕ ДЕИОНИЗОВАННОЙ ВОДЫ

Деионизованная вода (ДВ) используется для составления травителей, электролитов и отмывке п/п пластин и кристаллов. Имеется 2 марки ДВ: марка А – ρ = 0,2 МОм∙см, марка Б – ρ = 0,1 МОм∙см (предварительная очистка дистилляцией). Для получения ДВ используются ионообменные смолы: катиониты, связывающие катионы (Fe²⁺, Ca²⁺, Na⁺), и аниониты, связывающие анионы (NO₂^-, Cl^-, SO₄^- и др.). Условные обозначения R – H и R – OH, где R – органический радикал.

Сначала Н₂О поступает в колонку с катионитовой смолой: (R – H)+ + M⁺ → (R – M) + H⁺, затем в колонку с анионитовой смолой: 2(R – OH) + + И^2- → (R₂ – И) + 2ОН^-, где И^2- – отрицательно заряженный ион. В результате соединения Н⁺ и ОН^- образуется ДВ.

Задания для самостоятельной работы

1. Применение и свойства деионизованной воды.

2. Технология получения деионизованной воды.

Осаждение гальванических покрытий, в основе которого лежит реакция катодного восстановления, применяется преимущественно для создания омических контактов (ОК) и нанесения электродов. Создание контакта металл-п/п (невыпрямляющий контакт) осуществляется методом химического никелирования – каталитического восстановления Ni из раствора его соли на пластине п/п (среда щелочная, рН = 7 – 8), при этом происходят следующие реакции: Ni²⁺ + Me → Ni⁺ + Me⁺ (электрон от Ме-катализатора перешел на Ni); 2Ni → Ni + Ni²⁺ (диспропорционирование); OH^- + Me⁺ → OH + Me (возвращение электрона к Ме-катализатору ионом гидроксила); H₂PO₂^- + 2OH → H₂PO₃^- + H₂O (радикал ОН восстанавливается гипофосфитом). Суммарная реакция: Ni²⁺ + H₂PO₂^- + 2OH^- → Ni + + H₂PO₃^- + H₂O.

Улучшение адгезии Ni и уменьшение сопротивления контакта после осаждения Ni ведется термообработкой в вакууме (5∙10^-8 – 1∙10^-7 Па) в течение 15 – 20 мин при 500 – 700 ^оС для Si, скорость охлаждения (во избежание механических напряжений) – 10 град/мин. Затем проводятся вторичное никелирование и нанесение золотого покрытия для присоединения электрического вывода методом пайки или термокомпрессии. Преимущества Au-покрытия: кислотостойкость, большая электро- и теплопроводность, простота пайки. Au-покрытие получается гальваническим золочением в цианистых или железистосинеродистых электролитах.

Создание балочных электродных выводов на диодных структурах на исходной Si пластине с защитным слоем SiO₂ включает следующие операции: создание p⁺-анодных и n⁺-катодных областей; с помощью фотолитографии вытравливание в слое SiO₂ отверстий для создания ОК; методом термического напыления создание омических контактов; напыление двухслойного Ме-покрытия (слоя, осуществляющего сцепление, и токопроводящего слоя для гальванического покрытия); защита маской фоторезиста; осаждение Au-выводов (гальваническим путем); фоторезист и биметаллическое покрытие удаляют катодным распылением.

Среди ОК соединений A^III B^V наиболее распространены ОК на основе Au, создаваемые методом термического распыления в вакууме: к слоям n-типа проводимости применяются сплавы Au + 5 – 25 % Ge, Au + 4 – 10 % Si; к слоям p-типа проводимости – сплав Au + 1 – 25 % Zn. Сплавы Au-Ge и Au-Si – основные для соединений GaAs, GaAsP, GaP, и GaInP: напыление проводится при 200 – 300 ^оС, затем проводят вжигание при оптимальной для соединения температуре. Поверх сплава наносят Ni (иногда Ni вводят в сплав до 5 %). Создание ОК проводят после отжига: Ga_0,6Al_0,4As – при 350 ^оС, GaAl_0,6P_0,4 – 400 ^oC, GaP – 500 ^oC. Сплавы Au – Zn – хороший контакт без вжигания только для GaP. Для GaAl и InP с n-типа проводимостью применяются сплавы Ag – Ge – In и Ag – Ge – Ni (8:1:1), вжигание при 580 ^оС (1 мин). Для GaAsP и GaAlAs с р-типа проводимостью применяется контакт из Al (1 – 2 мкм), для второго соединения – отжиг при 500 ^оС. Реже для последних соединений используются сплавы Ag – Sn (1:2, 1:4), выжигание проводится при 440 – 450 ^оС в течение 8 – 10 мин.

Задания для самостоятельной работы

1. Осаждение гальванических покрытий для создания омических контактов и электродов.

2. Операции создания балочных электродных выводов на диодных структурах.

3. Сплавы для омических контактов соединений A^IIIB^V.

Дата добавления: 2014-11-25