Реферат Курсовая Конспект
Работа сделанна в 1996 году
Термодинамика травления - Отчет по Практике, раздел Высокие технологии, - 1996 год - Жидкостное химическое травление Термодинамика Травления. С Точки Зрения Химии Процесс Травления Можно Предста...
|
Термодинамика травления. С точки зрения химии процесс травления можно представить схемой твердая фазатравительпродукты при этом к твердой фазе относят кремний, его оксиды и нитриды и многие металлы.
Для межсоединений внутри кристалла обычно применяют Al и его сплавы с Si и Cu, причем основным материалом для первого уровня металлизации является Al табл. 1. Слои оксидов кремния можно выращивать термически, наносить химическим способом или распылением, можно также легировать их фосфором или бором.
Металлы используются в виде чистых или пассивированных пленок, сплавов, многослойных структур и интерметаллидов. Поскольку кремний существует в виде монокристаллических или поликристаллических пленок, его структура, как и структура других кристаллических материалов, имеет и ближний и дальний порядок.
Поскольку травление переводит упорядоченные структуры в неупорядоченные, термодинамические соображения о поведении свободной энергии F системы должны учитывать изменения как энтропии S, так и энтальпии Н теплоты растворения или испарения FН-ТS. 2 Например, реакция травления аморфного оксида кремния является эндотермической, Н11 ккалмоль SiO2тв.6HFж. Н2SiF62H2O. 3 Таблица 1. Материалы полупроводниковой электроники.
Проводники Ag, Al, Au, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Pt, Ta, Ti,WПолупроводникиSi, Ge, GaAsДиэлектрики SiO2, Si3N4, резист, полиимидПреодоление короткодействующих сил в амфорном твердом теле сопровождается ростом энтропии. Небольшие дефекты, такие, как напряжение, деформация, примесные уровни, также оказывают влияние на скорость травления. В кристаллическом кремнии скорость травления плоскостей с малыми индексами Миллера определяется числом свободных связей и кристаллографической ориентацией табл. 2. Таблица 2. Влияние ориентации на травление кремния.
Кристаллографическая плоскостьОтносительное число свободных связейОтносительная скорость травления 111 110 100 0.58 0.71 1.00 0.62 0.89 1.00Переход металла или кремния в растворимое состояние включает в себя ионизацию металла определяемую потенциалом ионизации и перенос электрона к соответствующему восстановителю с высоким сродством к электрону Мтв. Мnж.ne. 4 Реакция эта трехстадийная Мтв. Мгаз сублимация, 5 Мгаз Мnгазne ионизация, 6 МnгазН2О Мnж. гидратация. 7 Изменение энтальпии при сублимации и ионизации положительно эндотермические реакции, но гидратация экзотермична отрицательное Н. При газофазном травлении для распыления металла путем его сублимации кинетическая энергия частиц травителя энергия травления должна передаваться металлу из газовой фазы. При погружении металлического образца в раствор, содержащий его собственные ионы уравнение 4, ионы металла переходят в раствор рис. 5, и образец приобретает отрицательный заряд.
Метал образует, таким образом, свой собственный анод. и ионы Мn притягиваются к нему, формируя двойной электрический слой слой Гельмгольца. разность потенциалов в нем называется Рис. 5. Двойной слой Гельмгольца на границе металла в равновесии с ионами металла в жидкой фазе М и анионами Х абсолютным электродным потенциалом.
Стандартные окислительные и восстано-вительные потенциалы можно найти в литературе по электрохимии.
На катоде происходит уравновешиваю-щее окисление, и катодную реакцию в растворе можно записать следующим образом ne Xn- Xn. 8 итоговое приращение свобод-ной энергии, F, составляет F-nФЕ, 9 где Е есть разность анодного и катодного потенциалов, а Ф-число Фарадея. Величина изменения свободной энергии зависит от 1 чистоты металла, его кристаллической структуры, наличия напряжений, метода осаждения и состава примесей 2 активности ионов металла в растворе 3 ионной силы электролита 4 температуры 5 состава растворителя.
При травлении диэлектриков переноса электронов не происходит, и реакции в этом случае имеют кислотно- основный характер SiO26HF H2SiF62H2O, 10 SiO2CF4газ SiF4CO2. 11 SiO-связь заменяется связью SiF. Поскольку энергии связей SiO и SiF близки, знак изменения энтропии определяет, пройдет реакция или нет.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
В литографии травление применяется в основном для формирования диффузионных масок в слое термически окисленного кремния или для удаления материала… Металлическая разводка формируется путем селективного удаления промежутков… Задача инженера-технолога состоит в том, чтобы обеспечить перенос изображения с резистной маски в подложку с…
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Термодинамика травления
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов