Способ изготовления индиевых столбиков



Способ изготовления индиевых столбиков
Способ изготовления индиевых столбиков
Способ изготовления индиевых столбиков
Способ изготовления индиевых столбиков
Способ изготовления индиевых столбиков
Способ изготовления индиевых столбиков
Способ изготовления индиевых столбиков
Способ изготовления индиевых столбиков
Способ изготовления индиевых столбиков
Способ изготовления индиевых столбиков

 


Владельцы патента RU 2468469:

Федеральное государственное унитарное предприятие "НПО "Орион" (RU)

Изобретение относится к технологии получения индиевых столбиков взрывной технологией. Способ позволяет формировать индиевые столбики как на кремниевой (Si) БИС считывания, так и на инфракрасной фотодиодной матрице, кристалл которой выполнен из узкозонного полупроводника, например из индий-сурьма (InSb). Сущность изобретения: в способе изготовления индиевых столбиков на поверхность пластины с металлическими контактами наносят первый и второй толстые слои позитивного фоторезиста толщиной 5-7 мкм, наносят первый тонкий слой позитивного фоторезиста толщиной 1-2 мкм, проводят фотолитографию для формирования меток совмещения, наносят металлический слой, наносят второй тонкий слой фоторезиста, проводят фотолитографию под In столбики по металлическому слою, осуществляют травление металлического слоя в кислотном травителе и проводят плазмохимическое травление тонкого слоя фоторезиста и толстых слоев фоторезиста до поверхности металлических контактов, напыляют пленку индия для формирования на металлических контактах индиевых столбиков и удаляют ранее нанесенные слои. Способ позволяет упростить технологию и повысить однородность размеров индиевых столбиков. 10 ил.

 

Изобретение относится к технологии получения индиевых столбиков взрывной технологией для микросборок интегральных схем (ИС) или ИК-фотодиодных матриц методом перевернутого кристалла. Наибольшее распространение метод перевернутого кристалла получил при изготовлении гибридных инфракрасных (ИК) фотоприемников, охлаждаемых до температуры жидкого азота (Т=77К), в которых гибридизация матрицы фотодиодов с БИС считывания производится с помощью индиевых микроконтактов высотой до 10 мкм. Предлагаемый способ позволяет формировать индиевые столбики как на кремниевой (Si) БИС считывания, так и на инфракрасной фотодиодной матрице, кристалл которой выполнен из узкозонного полупроводника, например из индий-сурьма (InSb).

Известен способ изготовления индиевых столбиков (US, патент №5091288, опубл. 25.02.1992 г), принятый в качестве наиболее близкого аналога. Известный способ предполагает использование двух слоев фоторезиста из одинакового материала AZ4620. В известном способе на пластину наносят первый толстый слой фоторезиста AZ4620 толщиной 12-20 мкм или более и осуществляют его сушку. Проводят нанесение второго тонкого слоя фоторезиста AZ4620 и сушат его. Проводят стандартную фотолитографию под In столбики. Затем проводят экспонирование ультрафиолетовым (UV) излучением второго слоя фоторезиста и проявление. На пластину напыляют пленку In и осуществляют взрыв первого и второго слоев фоторезиста с металлической индиевой пленкой в органическом растворителе.

Наиболее близким прототипом является патент США №5,091,288 от 25 февраля 1992 г., заключающийся в нанесении на полупроводниковую матрицу первого слоя позитивного фоторезиста AZ-4620, экспонирование его ультрафиолетовым излучением по всей поверхности, нанесение на этот слой тонкого слоя фоторезиста AZ-4620 и экспонирование его через фотошаблон с необходимым размером окон для контактных столбиков. Далее следует проявление с образованием под окнами проявленных полостей. Затем напыляется контактный индий и осуществляется взрыв его в органическом растворителе.

К недостаткам известного способа нужно отнести критичность к термообработкам двух слоев фоторезиста, из-за которых возникают вздутия фоторезиста при многократных нанесениях фоторезистов, а также критичность к времени проявления, так как может измениться размер полости под вторым слоем фоторезиста. Это приводит к необходимости сверхточного контроля параметров процесса проявления.

Задачей изобретения является упрощение технологии, повышение однородности размеров индиевых столбиков.

Технический результат достигается тем, что для изготовления индиевых столбиков на пластину с металлическими контактами последовательно наносят два слоя фоторезиста, толщина каждого из которых составляет не менее 5 мкм, и слой фоторезиста, толщина которого не менее 1 мкм, проводят фотолитографию для формирования меток совмещения, затем последовательно наносят металлический слой и слой фоторезиста, толщина которого не менее 1 мкм, проводят фотолитографию под индиевые столбики, осуществляют травление металлического слоя в кислотном травителе и проводят плазмохимическое травление слоев фоторезиста с толщинами не менее 5 мкм до металлических контактов, напыляют пленку индия для формирования на металлических контактах индиевых столбиков, осуществляют удаление ранее нанесенных на пластину слоев в органическом растворителе.

Последовательность технологической цепочки предлагаемого способа иллюстрируется на фиг.1-10.

На фиг.1 показана пластина БИС считывания или подложка ИК фотодиодной матрицы с металлическими контактами.

На фиг.2 - нанесение первого толстого слоя фоторезиста.

На фиг.3 - нанесение второго толстого слоя фоторезиста.

На фиг.4 - нанесение первого тонкого слоя фоторезиста.

На фиг.5 - нанесение металлического слоя.

На фиг.6 - нанесение второго тонкого слоя фоторезиста.

На фиг.7 - травление металлического слоя.

На фиг.8 - удаление толстых фоторезистивных слоев.

На фиг.9 - нанесение слоя индия.

На фиг.10 - удаление ранее нанесенных на пластину слоев.

На фигурах следующими позициями представлены следующие элементы:

1 - пластина БИС считывания или подложка ИК фотодиодной матрицы;

2 - металлические контакты (например, из ванадия или никеля);

3 - первый толстый слой фоторезиста (ФП274Г-5);

4 - второй толстый слой фоторезиста (ФП274Г-5);

5 - первый тонкий слой фоторезиста (SP 15);

6 - металлический слой (молибдена, ванадия или алюминия);

7 - второй тонкий слой фоторезиста (SP 15);

8 - индиевая пленка и индиевые (In) столбики.

Способ изготовления матрицы столбиков осуществляется в следующей последовательности:

- на поверхность кремниевой (Si) пластины 1 с кристаллами БИС считывания или на InSb подложку с металлическими контактами 2 (фиг.1) наносят первый толстый слой 3 позитивного фоторезиста ФП274Г-5 (фиг.2) толщиной 5-7 мкм;

- первый слой фоторезиста сушат на плитке при температуре 130-140°C в течение 10 минут;

- на первый толстый слой фоторезиста наносят второй толстый слой 4 фоторезиста ФП274Г-5 (фиг.3) толщиной 5-7 мкм;

- второй слой фоторезиста сушат на плитке при температуре 130-140°C в течение 10 минут;

- наносят первый тонкий слой 5 позитивного фоторезиста SP 15 толщиной 1-2 мкм (фиг.4);

- тонкий слой 5 позитивного фоторезиста SP 15 сушат на плитке при температуре 90°C в течение 5 минут;

- проводят фотолитографию, формирование рельефа меток совмещения (фиг.4);

- маску сушат на плитке при температуре 130÷140°C в течение 10 минут;

- наносят металлический слой 6 толщиной 500-1000 Å (фиг.5);

- наносят второй тонкий слой 7 фоторезиста SP 15 толщиной 1-2 мкм;

- проводят фотолитографию под In столбики по металлическому слою (фиг.6) с сушкой фоторезиста SP 15 при температуре 90°C в течение 5 минут;

- осуществляют травление металлического слоя 6 в кислотном травителе (фиг.7);

- проводится плазмохимическое травление тонкого слоя 7 фоторезиста и толстых слоев 4, 3 фоторезиста до поверхности металлических контактов в плазме кислорода (фиг.8);

- проводят напыление индиевой (In) пленки 8 толщиной 9-10 мкм (фиг.9);

- осуществляется удаление ранее нанесенных на пластину слоев, а именно взрыв толстых слоев фоторезиста в органическом растворителе (диметилформамиде или в смеси диметилформамида с моноэтаноламином) (фиг.10);

- далее следует резка пластины на кристаллы.

Изготовлены экспериментальные образцы кремниевых БИС считывания 256×256 и ИК фотодиодных матриц из материала InSb формата 320×256 с формированием индиевых столбиков высотой 9-10 мкм предложенным способом.

Способ изготовления индиевых столбиков, заключающийся в том, что на пластину с металлическими контактами последовательно наносят два слоя фоторезиста, толщина каждого из которых составляет не менее 5 мкм, и слой фоторезиста, толщина которого не менее 1 мкм, проводят фотолитографию для формирования меток совмещения, затем последовательно наносят металлический слой и слой фоторезиста, толщина которого не менее 1 мкм, проводят фотолитографию под индиевые столбики, осуществляют травление металлического слоя в кислотном травителе и проводят плазмохимическое травление слоев фоторезиста с толщинами не менее 5 мкм до металлических контактов, напыляют пленку индия для формирования на металлических контактах индиевых столбиков, осуществляют удаление ранее нанесенных на пластину слоев в органическом растворителе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии получения индиевых столбиков взрывной технологией для микросборок интегральных схем и фотодиодных матриц. .

Изобретение относится к технологии получения индиевых столбиков для микросборок интегральных схем или ИК-фотодиодных матриц методом перевернутого кристалла. .

Изобретение относится к микроэлектронике , в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с многоуровневой металлизацией. .

Изобретение относится к наноструктурам с высокими термоэлектрическими свойствами. Предложена одномерная (1D) или двумерная (2D) наноструктура, являющаяся нанопроволокой из кремния, полученной методом безэлектролизного травления или выращенной методом VLS (пар-жидкость-кристалл). Наноструктура имеет шероховатую поверхность и содержит легированный или нелегированный полупроводник. Предложены варианты способа вырабатывания электрического тока с использованием заявленных наноструктур, а также варианты устройств для термоэлектрического преобразования с их использованием. Технический результат - предложенная наноструктура может быть размещена между двумя электродами и эффективно использована для термоэлектрического генерирования мощности или для термоэлектрического охлаждения. 18 н. и 30 з.п. ф-лы, 9 ил., 2 пр.

Использование: для получения индиевых микроконтактов и соединения больших интегральных схем (БИС) и фотодиодных матриц. Сущность изобретения заключается в том, что на полупроводниковую пластину с металлическими площадками для формирования индиевых микроконтактов наносят слой позитивного обращаемого фоторезиста, который после экспонирования через фотошаблон с рисунком микроконтактов подвергается специальной термической обработке (обращение изображения) с последующим сплошным экспонированием и проявлением; на полученную фоторезистивную маску с отрицательным профилем напыляют слой индия; затем растворяют слой фоторезиста с одновременным отслаиванием слоя индия в зазорах между микроконтактами (процесс «взрыва»), оставляя последний на металлических площадках. Технический результат: упрощение технологии и сокращение времени изготовления индиевых микроконтактов методом обратной фотолитографии. 6 ил.
Наверх