Прецизионное травление алюминиевых проводников в технологии коммутирующих устройств микросистемной техники

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлена экспериментально полученная прецизионная технология формирования управляемого профиля алюминиевых токопроводящих дорожек с заданным сопротивлением. Технология основана на анизотропном плазмохимическом травлении алюминия в газовой смеси BCl3–Cl2 с последующей прецизионной подгонкой сопротивления дорожек “сухим” плазмохимическим методом. Показано, что для обеспечения наиболее качественного плазмохимического травления алюминия с минимальным подтравом под фоторезистивную маску, с минимальным наклоном профиля алюминиевой токопроводящей дорожки и отсутствием дефектности рисунка травления и стравленных областей необходимо использовать многостадийный итерационный технологический процесс с технологическими операциями подготовки поверхности до травления и операциями удаления полимера и фоторезиста после травления.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

П. И. Дидык

Научно-производственное предприятие “УВН”

Автор, ответственный за переписку.
Email: Felix_engine@mail.ru
Россия, Москва

А. А. Жуков

Московский авиационный институт

Email: zhukovаа@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Nakazawa A.M., Verdonck P. Plasma etching of aluminium using BCl3–Cl2 mixtures. LSI-PEE-EPUSP, Av. Prof. Luciano Gualberto trav 3, 158, 05508–900 São Paulo, SP.
  2. Hess D.W. Plasma etching of aluminium. Solid State Technology, Vol. 34, № 4, pp. 189–194, 1981.
  3. Riley P.E. Plasma etching of aluminium metallizations for ultralarge scale integrated circuits. Journal of the Electrochemical Society, Vol. 140, pp. 1518–1522, 1993.
  4. Lutze J.W., Perera A.H., Krusius J.P. Anisotropic reactive ion etching of aluminium using Cl2, BCl3 and CH4 gases. Journal of the Electrochemical Society, vol. 137, № 1, pp. 249–252, 1990.
  5. Lehmann H.W., Widmer R. Reactive sputter etching of Al in BCl3. Microelectronic Engineering, № 1, pp. 3–27, 1983.
  6. Hess D.W., and Bruce R.H. In “Dry Etching for Micro- electronics”, R. A. Powell, Editor, pp. 1–38, North-Hol- land Physics Publishing, Amsterdam, 1984.
  7. Danner D.A., Dalvie M., and Hess D.W. J. Electrochem. Soc. 134, 669 (1987).
  8. Hess D.W. Plasma Etch Chemistry of Al and Al Alloy Films. Plasma Chemistry and Plasma Processing 1982, 2 (2), 141–155.
  9. Donnelly V.M., Kornblit A. Plasma etching: Yesterday, today, and tomorrow. Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films 2013, 31 (5).
  10. Bruce R.H., Malafsky G.P. High Rate Anisotropic Aluminum Etching Journal of Vacuum Science & Technology 1983, 130 (6), 1369–1373.
  11. Frank W.E. Approaches for patterning of aluminum. Microelectronic Engineering 1997, 33, 85–100.
  12. Yamanaka M. Dry Etching Method for Aluminum Alloy Etching Gas Therefor. 5,837,616, 1998.
  13. Pivovarenok S.A., Dunayev A.V., Efremov A.M., Svettsov V.I. Dry etching of aluminum in chlorine. Chemistry and Chemical Technology, 2008, vol. 51, issue 11, p. 17–21.
  14. Levinstein H.J., and Wang D.N. US patent 4,256,534 (17 Mar. 1981).
  15. Shuichi Saito, Kazuyuki Sugita and Junichi Tonotani. Effect of CHF3 Addition on Reactive Ion Etching of Aluminum Using Inductively Coupled Plasma. Japanese Journal of Applied Physics, Volume 44, Number 5R, 2005. https://doi.org/10.1143/JJAP.44.2971
  16. Pavel Ionov. Hydrocarbon gases for anisotropic etching of metal-containing layers. US Patent 6,010,966 (Aug 7, 1998).
  17. Czuprynski P., Joubert O., Vallier L., Puttock M., and Heitzmann M. J. Vac. Sci. Technol. B16, 147 (1998). https://doi.org/10.1116/1.589770
  18. Уваров И.В., Марухин Н.В., Шлепаков П.С., Лукичев В.Ф. Расчет рабочих характеристик МЭМС-переключателя с увеличенным отношением емкостей. Микроэлектроника, 2020, том 49, № 4, с. 271–280.
  19. Tsai Z-Y., Shih P-J., Tsai Y-Ch., Dai Ch-L. Manufacturing and Testing of Radio Frequency MEMS Switches Using the Complementary Metal Oxide Semiconductor Process. Sensors 2021, 21, 1396. P. 1–12. https://doi.org/10.3390/s21041396
  20. Garnier P., Vessa T., Larrea A.S., Pernet B., Gomez Y., Barge D., Torres A., Travel B., Hederson C., and Levy D. ECS Transactions, 11 (2), p. 257–264, 2007.
  21. Tiwari C. et. al. Characterization of the Descum Process for Various Silicon Substrates. Abstract #2123, 224th ECS Meeting, 2013 The Electrochemical Societ.
  22. Angela Makie Nakazawa, Patrick Verdonck. Plasma Etching of Aluminium Using BCl3–Cl2 Mixtures. LSI-PEE-EPUSP, Av. Prof. Luciano Gualberto trav 3, 158, 05508–900 São Paulo, SP.
  23. Юник А.Д., Шидловский А.Г. Использование лазерной интерферометрии для определения времени окончания плазмохимического травления слоев p-GaN и AlGaN гетероструктуры p-GaN/AlGaN/GaN с двумерным электронным газом. Доклады БГУИР. 2022;20(7):12–19. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-7-12-19

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Фотографии с РЭМ под прямым углом алюминиевой токопроводящей дорожки после травления алюминия и перед удалением полимера

Скачать (297KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Скорость плазмохимического травления алюминия при варьируемом соотношении BCl3 к Cl2

Скачать (112KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Фотографии с РЭМ алюминиевых токопроводящих дорожек после травления алюминия и удаления полимера: (а) под прямым углом; (б) под углом 45°

Скачать (179KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изменение сопротивления алюминиевых дорожек от времени плазмохимического травления в BCl3

Скачать (192KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025