Способ изготовления диэлектрических деталей

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ преимущественно для вакуумных интегральных схем, включающий селективное электрохимическое оксидирование алюминиевой заготовки, химическое травление неокисленных участков, нагревание в окислительной атмосфере, отличающийся тем, что, с целью улучшения диэлектрических свойств деталей за счет уменьшения их пористости, после нагревания в окислительной атмосфере диэлектрические детали обрабатывают жидким тетраэтоксисиланом, нагревают до 750 - 800^oС и выдерживают 10 - 15 мин, после чего упомянутые операции повторяют многократно.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении диэлектрических деталей для вакуумных интегральных микросхем. Известен способ получения диэлектрических деталей, по которому алюминиевую заготовку требуемой формы с нанесенным на одной стороне необходимым фоторезистивным рисунком подвергают электрохимическому окислению до заданной толщины с последующим вытравливанием неокисленного алюминия. Однако детали, полученные известным способом, невозможно использовать при повышенных температурах из-за интенсивного газоотделения в результате разложения органических примесей и коробления вследствие структурных превращений, происходящих в анодной окиси алюминия. Наиболее близким к предлагаемому является способ получения диэлектрических деталей из анодной окиси алюминия, заключающийся в том, что алюминиевые заготовки после электрохимического окисления и травления неокисленного алюминия подвергают нагреву в окислительной атмосфере до 700-900^оС, причем для предотвращения коробления детали зажимают между двумя эквидистантными поверхностями. Такая обработка придает деталям из анодной окиси алюминия формоустойчивость в условиях повышенной температуры и безгазность за счет удаления из них органических примесей. Недостатком данного способа является то, что детали из анодной окиси алюминия имеют высокую пористость, составляющую 25-35% от объема окиси алюминия. Большая пористость и увеличение вследствие этого во много раз общей поверхности делают анодную окись алюминия хорошим адсорбентом как газообразных, так и жидкостных продуктов. Это приводит к тому, что диэлектрические характеристики деталей из анодной окиси алюминия становятся чувствительными к условиям окружающей среды. Целью изобретения является улучшение диэлектрических свойств деталей за счет уменьшения их пористости. Это достигается тем, что по предлагаемому способу изготовления диэлектрических деталей, преимущественно для вакуумных интегральных схем, включающему селективное электрохимическое оксидирование алюминиевой заготовки, химическое травление неокисленных участков, нагревание в окислительной атмосфере, после нагревания в окислительной атмосфере диэлектрические детали обрабатывают жидким тетраэтоксисиланом, нагревают до 750-800^оС и выдерживают 10-15 мин, после чего упомянутые операции повторяют многократно. Жидкий тетраэтоксисилан, имея наименьший к Al₂O₃ краевой угол смачивания, очень хорошо проникает, втягивается в мельчайшие капилляры (поры) и полностью их заполняет. При последующем нагревании на воздухе до 750-800^оС и выдержке тетраэтоксисилан разлагается на двуокись кремния и гидрокарбониланат-остаток, который дальше распадается на газообразные продукты (СН₂, СН₄, СО, Н₂). Образовавшаяся в порах двуокись кремния заполняет поры и уменьшает пористость анодной окиси алюминия, уменьшая тем самым ее адсорбционную способность. П р и м е р. Детали из анодной окиси алюминия помещают на короткое время в тетраэтоксисилан, вынимают и нагревают в термостате до 100^оС, выдерживают в термостате 10 мин. 2. Обработку по п. 1 повторяют еще четыре раза. 3. Затем деталь помещают в печь и нагревают до 750^оС, выдерживают при этой температуре 15 мин и охлаждают вместе с печью. 4. Детали снова помещают на короткое время в тетраэтоксисилан, вынимают и нагревают в термостате до 100^оС, выдерживают при этой температуре 10 мин. 5. Обработку по п. 4 повторяют еще три-четыре раза. 6. Помещают детали в печь и нагревают до 800^оС, выдерживают при этой температуре 15 мин и охлаждают вместе с печью. 7, Обработку по пп. 4, 5, 6 повторяют. 8. Берут одну деталь и на поверхность наносят каплю тетраэтоксисилана, втирают ее в пленку. Если наблюдается заметное всасывание тетраэтоксисилана в деталь, что говорит о неполном заполнении пор, обработку по пп. 4, 5, 6 производят еще один раз. При применении данного способа улучшаются диэлектрические свойства деталей. Удельное объемное электросопротивление, измеренное на воздухе, повышается на два-три порядка, а тангенс угла диэлектрических потерь уменьшается почти на два порядка. Предотвращается адсорбция фоторезиста и растворов травителей в процессе фотолитографии, что исключает вздутие и отслаивание пленочных элементов интегральных схем, нанесенных на подложки из анодной окиси алюминия, а также их почернение при последующем нагреве в вакууме или защитной атмосфере. Эти преимущества позволяют улучшить характеристики вакуумных микроприборов, повысить их надежность и долговечность, а также применять для изготовления пленочных структур вакуумных интегральных микросхем процессы фотолитографии.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ преимущественно для вакуумных интегральных схем, включающий селективное электрохимическое оксидирование алюминиевой заготовки, химическое травление неокисленных участков, нагревание в окислительной атмосфере, отличающийся тем, что, с целью улучшения диэлектрических свойств деталей за счет уменьшения их пористости, после нагревания в окислительной атмосфере диэлектрические детали обрабатывают жидким тетраэтоксисиланом, нагревают до 750 - 800^oС и выдерживают 10 - 15 мин, после чего упомянутые операции повторяют многократно.