Защита от коррозии и образования контактов

После того как структура прибора окончательно сформирована, на последний металлический слой должна быть нанесено пассивирующее покрытие. Внешние выводы кристалла присоединяют к слою металлизации через окна, вытравленные в пассивирующем покрытии.

В качестве пассивирующих покрытий используются слои низкотемпературного фосфорно-силикатного стекла, слои диэлектриков (оксиды или нитриды), полученных методом химического осаждения из ПГС в плазме, а также слои, полученные центрифугированием из стеклосодержащей суспензии или из кремнийорганических соединений с последующей термической обработкой. Пассивирующее покрытие предохраняет металлизацию от механических повреждений перед разводкой в корпусе.

Для выполнения разводки в корпусе может применяться проволока из сплава А1 — 1% Si или Аи. При соединении проволокой из сплава А1 может произойти ее разрушение непосредственно в месте контакта из-за уменьшения толщины проволоки или даже разрыва. Соединение золотой проволокой выполняется с наименьшими затруднениями благодаря ее пластичности, однако при этом возможно формирование интерметаллических соединений, которые ослабляют структуру контакта. Признаками образования интерметаллического соединения является появление соединения АиАЬДля предотвращения образования интерметаллических соединений следует строго соблюдать время, в течение которого Аи и сплав AI находятся в контакте при высокой температуре.

Металлизация значительно коррозирует в среде с высоким содержанием влаги. Для предотвращения коррозии применяют герметичные корпусы. Если металлические структуры не герметизированы, то такие компоненты, как хлорсодержащис соединения, которые могут оставаться после плазменного или реактивного ионного травления, реагируют с AI в присутствии влаги:

После образования А1(ОН)з хлор не связывается, что приводит к дальнейшему протеканию реакций с незащищенным алюминием. При проведении большинства процессов сухого травления обычно осуществляется пассивирование посредством удаления остаточного хлора. Этот остаточный хлор может быть удален обработкой пластин в плазме CF4-O2 или СЬ сразу же после операции травления перед контактом пластин с атмосферой. Дальнейшая стабилизация слоя металлизации достигается путем термического окисления металла. Избыток фосфора Р в фосфорно-силикатном стекле может привести к образованию НРСЬ на поверхности диэлектрика, которая в свою очередь может взаимодействовать с металлизацией алюминиевого сплава. Поддержание содержания Р в диэлектрике не более 6% сводит к минимуму влияние этого источника коррозии.

При наличии коррозийных сред, когда реагенты коррозии присутствуют в атмосфере, необходимо проводить операцию очистки, пассивирования и герметизации.

Приложения к Главе 12.

В Приложении 3 (стр. 431−432) приведено современное промышленное оборудование для проведения технологических процессов описанных выше:

Установка «МВУ ТМ — ТИС» — Рис. П. 3.1 — малогабаритная вакуумная, предназначена для нанесения металлических покрытий методом термического испарения в вакууме.

В Приложении 5 (стр. 442⁴⁴⁸):

Установка «Магна ТМ-200» — Рис. П. 5.1 предназначена для магнетронного нанесения многослойных и многокомпонентных металлических, в том числе для формирования наноструктурированных каталитических слоев (Fe, Ni, Со и др.).

Установка «МВУ ТМ — Магна» — Рис. П. 5.2 предназначена для магнетронного нанесения металлов (Al, Ni, Fe, W и др.) и диэлектриков (Si0₂, SijNj, и др.).