Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Анализ конструкций устройств микроэлектроники и микросистемной техники, изготовленных с применением объемных микроструктур, методов формирования объемных микроструктур и их характеристик, масок для их формирования, технологий изготовления типовых устройств на их основе 10
1.1 Анализ конструкций устройств микроэлектроники и микросистемной техники, изготовленных с применением объемных микроструктур 10
1.2 Анализ методов изготовления объемных микроструктур, их характеристик и масок, применяемых для их формирования 16
1.3 Классификация объемных микроструктур 19
1.4 Анализ технологий изготовления и характеристик типовых устройств на основе объемных микроструктур 23
1.5 Конструктивные и физико-технологические ограничения при формировании объемных микроструктур силовых транзисторов с вертикальным затвором (СТВЗ), микроструктурных многослойных экранно-вакуумных изоляций космических аппаратов (КА) и SIW-фильтров 30
Выводы по главе 1 31
ГЛАВА 2 Объекты и методы исследования объемных микроструктур силовых транзисторов с вертикальным затвором, микроструктурных многослойных экранно-вакуумных изоляций ка, сквозных металлизированных микроотверстий siw-фильтров и масок в технологии изготовления объемных микроструктур 33
2.1 Объекты исследования 33
2.1.1 Объекты исследования объемных микроструктур в кремнии силовых транзисторов с вертикальным затвором 33
2.1.2 Объекты исследования объемных микроструктур в кремнии и полиимиде микроструктурных многослойных экранно-вакуумных изоляций КА 36
2.1.3 Объекты исследования сквозных металлизированных микроотверстий SIW-фильтров 39 2.1.4 Объекты исследования маски в технологии изготовления объемных микроструктур 40
2.2 Методы исследования 42
Выводы по главе 2... 44
ГЛАВА 3 Результаты исследования моделей и методов формирования объемных микроструктур 45
3.1 Моделирование конструкции силового транзистора с вертикальным затвором 45
3.2 Результаты исследования формирования объемных микроструктур в кремнии силовых транзисторов с вертикальным затвором 53
3.3 Результаты исследования формирования объемных микроструктур в кремнии и полиимиде микроструктурных многослойных экранно-вакуумных изоляций КА 64
3.4 Результаты исследования формирования сквозных металлизированных микроотверстий SIW-фильтров 72
3.5 Результаты исследования метода формирования маски в технологии изготовления объемных микроструктур 79
Выводы по главе 3 87
ГЛАВА 4 Устройства микроэлектроники и микросистемной техники, изготовленные по технологии на основе объемных микроструктур 90
4.1 Силовой транзистор с вертикальным затвором 90
4.2 Микроструктурная многослойная экранно-вакуумная изоляция КА 100
4.3 SIW-фильтр 112
4.4 Показатели технического уровня формирования объемных микроструктур и разработанных на их основе устройств МЭ и МСТ 115
4.5 Влияние технологических факторов на параметры устройств МЭ и МСТ 120
Выводы по главе 4 121
Заключение 122
Сокращения и условные обозначения 124
Список литературы
- Анализ методов изготовления объемных микроструктур, их характеристик и масок, применяемых для их формирования
- Объекты исследования объемных микроструктур в кремнии силовых транзисторов с вертикальным затвором
- Результаты исследования формирования объемных микроструктур в кремнии и полиимиде микроструктурных многослойных экранно-вакуумных изоляций КА
- Показатели технического уровня формирования объемных микроструктур и разработанных на их основе устройств МЭ и МСТ
Анализ методов изготовления объемных микроструктур, их характеристик и масок, применяемых для их формирования
Для изготовления СТВЗ с использованием прецизионной фотолитографии (рисунок 4) используют пластины эпитаксиального кремния N+ с N- проводимостью эпитаксиального слоя. Вначале пластины окисляют тонким слоем диоксида кремния. Затем при помощи фотолитографии вскрывают область в окисле для формирования краевой изоляции. В дальнейшем эта область служит для защиты активной области прибора. Затем при помощи фоторезистивной маски, с помощью ионной имплантации бора, формируют P+ область кармана, также она может применяться для формирования P+ краевой изоляции. Для формирования маски при травлении канавок, на пластине выращивают либо осаждают слой диоксида кремния. Затем, при помощи плазменного травления, формируют вертикальные канавки с гладкими стенками. Также, стараются скруглить донышко канавки для снижения электрического поля на углах. Дно и стенки канавки окисляют тонким подзатворным диэлектриком. На пластину конформно осаждают поликремний до полного заполнения канавок. Над канавками в поликремнии образуется выемка, для устранения которой пластину планаризуют до образования гладкой поверхности. Затем поликремний дотравливают на определенную глубина и сверху закрывают межслойным диэлектриком. В качестве диэлектрика применяют диоксид или оксинитрид кремния. В межслойном диэлектрике при помощи ПХТ формируют коммутационные окна к истоку и карману. Затем на лицевую сторону пластины осаждают металлизацию истока и затвора толщиной 4-8 мкм, как правило, с подслоем из титана. Обратную сторону пластины шлифуют и полируют для уменьшения сопротивления сток-исток прибора во включенном состоянии. На обратную сторону наносят металлизацию тонких слоев титана, никеля и серебра. В заключении проводят отжиг металлизации для улучшения контактного сопротивления [3, 32]. Для формирования СТВЗ со спейсерами (рисунок 5) проводят тонкое термическое окисление (50 нм), осаждение слоя нитрида кремния толщиной 0,3 мкм, фотолитографию, травление окон в окисле и конформное осаждение диоксида кремния, структура 1 [33]. Структура 2 создается в результате обратного ПХТ диоксида кремния (etchback). При этом образуются спейсеры из диоксида кремния, размер которых определяет эффективную ширину канавки, уменьшая тем самым размер, сформированный после фотолитографии, что является безусловным преимуществом процесса. Далее (структура 3) проводят ПХТ канавки заданной глубины. Критичность операции заключается в необходимости формирования канавок в кремнии с гладкими стенками и дном, галтелями в верхней части канавок, полукруглым дном, стенками с наклоном 85-89 для полного заполнения канавок поликремнием и высокой селективностью травления кремния к фоторезисту, нитриду и диоксиду кремния. Структура 4 создается в результате селективного травления диоксида кремния и жертвенного термического окисления в канавках. На этой стадии проводят ионное легирование мышьяком. В результате создаются легированные области на горизонтальных участках под слоем тонкого диоксида кремния. Таким образом, формируется область истока в верхней части канавки и легированная область на дне. Затем жертвенный диоксид кремния удаляют и термическим окислением формируют подзатворный окисел на кремниевой поверхности. При этом происходит разгонка ранее внедренной примеси мышьяка. В результате формируются истоки n-типа проводимости, а на дне канавки, вследствие наличия в этой области примеси мышьяка, вырастает более толстый окисел. Благодаря этому уменьшается емкость транзистора, что важно с точки зрения быстродействия. На следующем, 5-ом этапе, производят конформное осаждение поликремния, который легируется, как правило, в процессе осаждения фосфором с использованием в качестве диффузанта POCl3. Завершает формирование этой структуры обратное травление поликремния. Окончательно сформированный затвор представлен на 6-ой позиции. Проводится, если необходимо, небольшая разгонка мышьяка, и по всей поверхности осаждается диоксид кремния. Далее проводят прецизионную фотолитографию и диоксид кремния удаляют селективным травлением с поверхности нитрида кремния [33]. Таким образом, применяется метод самосовмещения, хотя и не полный, так как требуется прецизионная фотолитография для получения окончательной структуры затвора.
Во всех технологиях изготовления СТВЗ требуется контроль критических операций при помощи растрового электронного микроскопа (РЭМ) и разработка методов декорирования полученных структур на сколах.
Основными параметрами СТВЗ являются: - максимально допустимое постоянное напряжение сток-исток, UСИ max, В; - максимально допустимый постоянный ток стока, IС max, А; - сопротивление сток-исток в открытом состоянии, RСИ отк, Ом; - пороговое напряжение полевого транзистора, UЗИ пор, В; - максимально допустимое напряжение затвор-исток, UЗИ max, В. Технология изготовления и характеристики типовой ЭВИКА Для изготовления ЭВИКА применяются групповые МЭМС-технологии поверхностной и объемной микрообработок, обеспечивающие воспроизводимое получение прибора и совместимые с технологией КМОП СБИС [1]. Типовая последовательность операций формирования электростатической ЭВИКА по поверхностной технологии микрообработки представлена на рисунке 6. Жирным выделены критические операции изготовления ЭВИКА. Формирование канавок/отверстий на обратной стороне подложки =0= Формирование нижнего электрода Л Формирование изоляции между электродами & Формирование «жертвенного» слоя л Формирование канавок/колодцев в «жертвенном» слое Л Формирование верхнего электрода П, Удаление «жертвенного» слоя Рисунок 6 - Последовательность изготовления ЭВИКА [6] Формирование электростатической ЭВИКА производится следующим образом. Для уменьшения кондукции от ЭВИКА к поверхности КА и между соседними слоями ЭВИКА, обратная сторона подложки ЭВИКА микропрофилируется канавками прямоугольного или трапецеидального сечения, либо массивом отверстий. Канавки шириной 50-60 мкм и отверстия диаметром 80-120 мкм вытравливаются плазмохимическим травлением на глубину 10-20 мкм. Операция травления является критической, поскольку необходимо протравить массив объемных микроструктур, занимающий 60-80 % площади пластины с высокой однородностью травления по пластине и селективностью к маске. Для формирования нижнего электрода кремниевые пластины сначала окисляют термическим окислом толщиной 0,6-0,8 мкм, затем формируется металлизация, например алюминий толщиной 0,5-1,5 мкм. Изоляция между электродами может выполняться двумя способами. В первом способе нижний электрод утапливается в тело кремниевой пластины. Для этого перед первым окислением, в кремнии вытравливаются полости под нижний электрод, которые окисляются, покрываются металлизацией и сверху закрываются изоляцией, например диоксидом кремния толщиной 0,3-0,5 мкм. После проведения фотолитографии по металлизации и изоляции получаются утопленные в кремнии, изолированные нижние электроды. Вторым способом, сформированная на слое диэлектрика металлизация конформно покрывается изоляцией с полным повторением профиля металла. Поверх изоляции наносится «жертвенный» слой (фоторезист, ПИ или диоксид кремния) необходимой толщины. Вывешивание микропластин над подложкой осуществляется двумя способами. В первом случае, в «жертвенном» слое протравливаются вертикальные отверстия, которые затем заращиваются металлом. После этого на «жертвенный» слой напыляется металлизация будущих микропластин. Во втором случае, в ПИ протравливаются трапециевидные канавки и затем в едином цикле формируются микропластины и упругие подвесы. Критичность формирования объемных микроструктур в ПИ заключается в необходимости травления ПИ с заданным аспектным отношением. На «жертвенный» слой осаждается металлизация верхнего электрода, V-Ni или другая последовательность металлов толщиной 0,3-1 мкм. Затем «жертвенный» слой изотропно вытравливается из-под верхнего электрода, тем самым создается объемная микроструктура. Вытравливание фоторезиста и ПИ производится в плазмохимических реакторах, а диоксид кремния вытравливают в парах плавиковой кислоты [31].
Объекты исследования объемных микроструктур в кремнии силовых транзисторов с вертикальным затвором
Параметры СТВЗ напрямую зависят от характеристик объемной микроструктуры, являющейся основой затвора транзистора. Для определения геометрических размеров будущего затвора транзистора, параметров легированных областей и подтверждения требований к нему и технологическим процессам его формирования было проведено компьютерное моделирование конструкции и элементов технологии в САПР TCAD [52].
САПР приборно-технологического моделирования или TCAD (Technology Computer Aided Design) предназначено для компьютерного моделирования технологических маршрутов изготовления различных полупроводниковых многомерных структур и расчета их электрофизических параметров и характеристик. Одной из платформ TСАD является Sentaurus фирмы Synopsys [53]. Sentaurus состоит из базовых подсистем для расчета технологии, структур и приборов, образованных соответствующими приложениями, различных вычислительных оболочек и специализированных утилит. Файлы структуры прибора могут быть получены как в результате технологического моделирования (например, выходные файлы Sentaurus Process), так и в результате графического задания структуры в Sentaurus Structure Editor [54].
Компьютерная модель представляет собой структуру отдельной ячейки СТВЗ. Размеры элементов транзистора были выбраны исходя из проведенного обзора литературы [3, 32, 33, 36]. Было выбрано 2 конструкции для моделирования, различающиеся тем, что в первом случае структура состояла из кармана p-типа глубиной 4 мкм, канавки, протравленной в кремнии на глубину 5,2 мкм под углом 89 со сглаженным переходом между стенкой и дном, подзатворного диэлектрика в виде термического SiO2 толщиной 60 нм, слоя нитрида кремния толщиной 0,2 мкм, верхней изоляции канавки из термического диоксида кремния толщиной 0,8 мкм, истока n-типа глубиной 1,5 мкм, верхней металлизации толщиной 1,5 мкм и стока в виде контакта на обратной стороне пластины.
Во втором случае структура состояла из кармана p-типа глубиной 2,5 мкм, канавки, протравленной в кремнии на глубину 3,2 мкм под углом 90 со сглаженным переходом между стенкой и дном, подзатворного диэлектрика в виде термического SiO2 толщиной 60 нм, истока n-типа глубиной 0,7 мкм и стока в виде контакта на обратной стороне пластины.
На рисунке 16 (а-д) представлена последовательность формирования модели отдельного СТВЗ первого типа. Шкала показывает уровни концентрации примеси n-типа – положительные значения и р-типа – отрицательные значения. Красным цветом обозначено легирование до предела растворимости.
Основные операции формирования отдельного СТВЗ включают p-карман и канавку (рисунок 16а), подзатворное окисление и заполнение канавки поликремнием (рисунок 16б), окисление поликремния (рисунок 16в), формирование истока (рисунок 16г) и металлизации (рисунок 16д). При моделировании электрических характеристик было получено пороговое напряжение 4,5-5 В вместо стандартных для исследуемого транзистора 2-4 В. Учитывая идеальность моделируемой конструкции, в реальных условиях пороговое напряжение может составлять от 6 В до 8 В, что неприемлемо. Увеличение порогового напряжения происходит за счет «клюва», который образовывается при формировании верхней изоляции затвора термическим окислением при повышенном давлении за счет изотропного роста окисла из подзатворного диэлектрика. При подаче напряжения на затвор, в силу неравномерности толщины подзатворного диоксида кремния, канал образовывается лишь при увеличении напряжения до 4,5-5 В.
Для снижения порогового напряжения, в модели увеличили глубину залегания p-n перехода исток-карман до глубины тонкого подзатворного диэлектрика (рисунок 16г). Путем увеличения температуры и времени разгонки примеси было достигнуто пороговое напряжение 2-2,5 В.
Профиль концентрации примеси от истока вглубь пластины представлен на рисунке 17. На рисунках 18 и 19 представлены распределения напряженности электрического поля и расчет интеграла ионизации в месте возникновения лавинного умножения электронов модели СТВЗ при напряжении на стоке, равном пробивному. Рисунок 18 – Распределение напряженности электрического поля в СТВЗ
Сильное электрическое поле возникает в углах микроструктуры. Именно здесь начинается ударная ионизация электронов с последующим пробоем структуры. Уменьшить такое сильное электрическое поле можно двумя способами: еще больше скруглить дно канавки, желательно до исчезновения горизонтального дна, или увеличить толщину эпитаксиального слоя и уменьшить концентрацию примеси в области дрейфа.
При подаче запирающего напряжения, обедненный слой будет распространяться, в основном, в область N – дрейфа. Глубина проникновения определяется концентрацией легирующей примести. Чем меньше легирована область, тем больше глубина проникновения, следовательно, выше напряжение пробоя. Так же с увеличением длины области дрейфа происходит повышение пробивного напряжения, но возрастает дополнительное сопротивление между истоком и стоком. Поэтому, варьируя этими двумя параметрами, можно оптимизировать параметры структуры.
На рисунке 20 представлено распределение примесей модели отдельного СТВЗ второго типа. В кармане p-типа глубиной 2,5 мкм максимальная концентрация примеси вблизи поверхности пластины составляет 2,21019 см-3. В истоке n-типа глубиной 0,7 мкм максимальная концентрация примеси вблизи поверхности пластины составляет 71019 см-3.
Результаты исследования формирования объемных микроструктур в кремнии и полиимиде микроструктурных многослойных экранно-вакуумных изоляций КА
Осаждение пленок нитрида кремния на кремниевую подложку включает: – предварительную обработку поверхности кремниевой подложки в плазме азота; – подготовку компонентов газовой смеси из 5,2 % смеси моносилана с аргоном с расходом 1,05-1,15 л/ч и азота с расходом 0,07-0,08 л/ч, из которой формируется пленка нитрида кремния; – осаждение пленки нитрида кремния на обработанную поверхность кремниевой подложки непосредственно после предварительной обработки поверхности кремниевой подложки в плазме азота. Предварительную обработку поверхности кремниевой подложки в плазме азота проводят в плазме ВЧ индукционного разряда, изолированного от «земли» (корпуса реактора). ВЧ мощность осаждения пленки нитрида кремния составляет 250350 Вт. Реакцию плазмы с подложкой при осаждении пленки нитрида кремния осуществляют при давлении 0,10,3 Па в реакторе.
Последовательность проведения процесса плазмоактивированного химического осаждения из газовой фазы пленки нитрида кремния представлена на рисунке 64. Процесс предварительной Процесс осаждения пленки 2 обработки кремниевой подложки в плазме азота / Подготовительные V операции J Подача N2 в реактор нитрида кремния на кремниевую подложку Подготовка компонентов газовой смеси (5,2%SiH4+Ar)+N2 с расходом 1,051,15 л/ ч и 0,070,08 л/ч Создание давления в реакторе 0,10,3 Па Проведение предварительной обработки кремниевой подложки в азотной плазме ВЧ индукционного разряда, изолированного от «земли» (корпуса реактора) Подведение ВЧ мощности осаждения пленки нитрида кремния 250350 Вт Осаждение пленки нитрида кремния на кремниевую подложку Завершающие операции Рисунок 64 – Алгоритм проведения процесса ПА ХОГФ пленки нитрида кремния на кремниевую подложку [67] Процесс начинается с загрузки кремниевой подложки в реактор, ее закрепления и создания вакуума в реакторе путем последовательной откачки форвакуумным и турбомолекулярным насосами. Для предварительной обработки поверхности кремниевой подложки в плазме азота в реактор подается азот с расходом 2,15 л/ч и формируется ВЧ индуктивно-связанная плазма. В течение заданного времени проводится предварительная обработка кремниевой подложки в плазме азота, в результате которой на поверхности кремниевой подложки формируется сплошная пленка нитрида кремния толщиной от 2 до 6 нм, в зависимости от режима и времени обработки. Непосредственно после предварительной обработки (без разгерметизации реактора), производится откачка продуктов реакции из реактора и подготовка к осаждению пленки нитрида кремния на кремниевую подложку. В реактор подаются компоненты газовой смеси, из которой формируется пленка нитрида кремния 5,2 % SiH4+Ar с расходом 1,05-1,15 л/ч и N2 с расходом 0,07-0,08 л/ч. Давление в реакторе выставляется на уровне 0,1-0,3 Па. Формирование плазмы производится подведением ВЧ мощности 250-350 Вт к газовой смеси. Осаждение пленки нитрида кремния на кремниевую подложку производится со скоростью приблизительно 0,01 мкм в минуту. По окончании процесса осаждения производится откачка продуктов реакции из реактора, выравнивание давления в реакторе до атмосферного и выгрузка подложки из реактора.
На рисунке 65 представлена диаграмма толщины слоя нитрида кремния, полученного путем обработки кремниевой подложки в азотной плазме при варьируемой рассеиваемой ВЧ мощности. 5,5 4 4 3 2,2 2 1 0 і 10 30 P, Вт/ мин Рисунок 65 – Зависимость толщины слоя нитрида кремния от рассеиваемой ВЧ мощности
Исследование наличия пленки нитрида кремния на поверхности кремниевой подложки проводилось методом растровой электронной микроскопии с энергодисперсионной системой для рентгеновского анализа и методом спектральной эллипсометрии [49]. Регистрация рентгеновских спектров проводилась при ускоряющем напряжении 3 кВ при наклоне кремниевой подложки под углом 45 к направлению электронного пучка. Такие условия были выбраны из следующих соображений: глубина генерации рентгеновского излучения при ускоряющем напряжении 3 кВ составляет 100 нм, и это предельная энергия, при которой происходит генерация линии Si - K. Наклон кремниевой подложки на угол приводит к уменьшению области генерации сигнала в направлении перпендикулярном поверхности в 1/sin раз, что также (как и уменьшение ускоряющего напряжения) приводит к повышению чувствительности метода к поверхностным слоям [47-49].
Рентгеновские спектры исследуемой пленки В таблице 9 и на спектрах рисунка 66 видно, что кислород и азот присутствуют явно в приповерхностных слоях, пик углерода относится к углеводородным загрязнениям, которые, как правило, всегда присутствуют на поверхности. Поэтому при выборе одного из типов образцов, перечисленных в программном обеспечении для учета при расчете концентраций, была выбрана модель, в которой образец покрыт пленкой углерода толщиной 1 нм.
Спектры, приведенные на рисунке 66, отнормированы по «нулевому» пику.
С помощью полученных спектров было определено наличие атомарного азота на поверхности подложки. Измерения методом спектральной эллипсометрии проводились при угле падения 69,40, в спектральном диапазоне 439.91-848.8 нм с инкрементом 1,64 нм. Коэффициенты преломления были измерены на длине волны 632,8 нм. В качестве образцов сравнения применялись материалы SiO2, Si3N4 и SiON с известными значениями коэффициентов преломления. В результате серии измерений было выявлено, что во время предварительной обработки кремниевой подложки в азотной плазме, на ее поверхности образуется сплошная пленка нитрида кремния толщиной от 2 до 6 нм в зависимости от режима и времени обработки. Полученные данные свидетельствуют о том, что межфазная граница раздела «кремний-нитрид кремния» имеет плавный переход, что увеличивает адгезию пленки нитрида кремния к кремниевой пластине.
На рисунке 67, представлены фотографии пленки нитрида кремния толщиной 100±10 нм, осажденной без предварительной обработки кремниевой подложки в плазме азота (67а) и с предварительной обработкой в плазме азота (67б). На рисунке 67а видно наличие локальных отслоений пленки нитрида кремния от поверхности кремниевой пластины в виде пузырей.
Показатели технического уровня формирования объемных микроструктур и разработанных на их основе устройств МЭ и МСТ
Углы микроотверстия закруглены, поз. 1, для предотвращения утонения металлизации при переходе с поверхности кремниевой пластины, поз. 3, в отверстие. Стенки микроотверстия покрыты слоем металлизации, поз. 2, суммарной толщиной не менее 4 мкм.
Помимо указанного применения кремниевые подложки с металлизированными сквозными микроотверстиями могут быть использованы в 3-D интеграции интегральных микросхем при условии уменьшения диаметра сквозных отверстий и применения в качестве металлизации сплава алюминий-кремний.
На рисунке 94 представлена последовательность технологических операций изготовления сквозного металлизированного микроотверстия в кремнии.
На рисунке 94 А-Е обозначены: поз. 1 - исходная кремниевая подложка, поз. 2 -сформированная методами фотолитографии алюминиевая маска для травления, поз. 3 -сплошной «стоп-слой», в качестве которого используется ПИ покрытие, поз. 4 -образовавшийся в результате реактивного ионного травления положительный клин травления на границе раздела «кремниевая подложка-маска», поз. 5 – микроотверстие, поз. 6 -образовавшийся в результате травления в Bosch-процессе положительный клин травления на границе раздела «кремниевая подложка-полиимидное покрытие», поз. 7 – металлизация полученного микроотверстия.
На рисунке 94А представлена кремниевая подложка (1), прошедшая химическую обработку в ПАР и КАРО.
На рисунке 94Б показана кремниевая подложка со сформированной методами фотолитографии алюминиевой маской (2) для травления кремния. Для формирования данной маски на кремниевую подложку магнетронным напылением наносится слой алюминия толщиной 0,3-0,5 мкм. Затем на алюминиевый слой наносят фоторезист толщиной 1,2 мкм, в котором формируют маску.
На рисунке 94В показана кремниевая подложка, на обратной стороне которой сформирован сплошной «стоп-слой» (3), в качестве которого используется ПИ покрытие толщиной 2-5 мкм.
На рисунке 94Г представлена кремниевая подложка, подвергнутая «сухому» травлению в два этапа: последовательно реактивному ионному травлению до формирования положительного клина (4) на границе «кремниевая подложка- маска» глубиной не менее 1 мкм и Bosch-процессу до образования отверстия (5) с положительным клином травления (6) на границе раздела «кремниевая подложка-полиимидное покрытие» глубиной не менее 1 мкм.
На рисунке 94Д показана кремниевая подложка после удаления алюминиевой маски и «стоп слоя» в щелочном травителе ПИ, либо последовательно в кислородной плазме и жидкостном травителе алюминия.
На рисунке 94Е показана кремниевая подложка, подвергнутая металлизации (7). Металлизацию проводят методом двустороннего магнетронного напыления хрома и меди с последующим гальваническим наращиванием меди и золота. Суммарная толщина металлизации составляет не менее 4 мкм.
Измерение сопротивления сформированных металлизированных пленок осуществляли мультиметром с двух сторон подложки. Величина сопротивления металлизации составила менее 1 мОм.
Разработанная технология изготовления металлизированных микроотверстий в кремнии для SIW-фильтров в РФ в серийной продукции не применяется. По разработанной технологии подана заявка на получение патента РФ [41].
В результате проведения технологических операций отработано формирование сквозного металлизированного микроотверстия диаметром 145-155 мкм, глубиной 380-400 мкм с положительным клином травления на входе и выходе отверстия, шероховатостью стенок 3 мкм и сформированной металлизацией хром-медь-золото толщиной не менее 4 мкм и удельным электрическим сопротивлением не более 1 10-3 Ом, что позволило изготовить SIW-фильтр с центральной частотой 20 ГГц с вносимыми потерями 3 дБ и полосой пропускания 5-6 % от центральной. Разработанная технология также может быть использована для производства маятниковых акселерометров, изготавливаемых по групповой технологии.
Основные показатели технологического уровня формирования объемных микроструктур в кремнии и ПИ и технического уровня силового полевого транзистора, экранно-вакуумной изоляции КА и металлизированные микроотверстия в кремнии SIW-фильтров и их аналогов представлены в таблице 13.