166797. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vékonyrétegű kondenzátor előállítására
166797 8 A műveleti sorszám a leválasztások időbeli sorrendjének felel meg. Az 1. sorszámú porlasztási műveletet hajtottuk végre elsőként és a 3. sorszámút utolsóként. Mint a fenti táblázatból látható, a három porlasztási művelet azonos volt, azzal a különbséggel, hogy a 2. sorszámú porlasztási művelet során tiszta, nem doppolt tantált állítottunk elő. Ezután egy sor, egyenként 10 db — a 2. és 3. ábrákon szemléltetetthez hasonló — kondenzátort tartalmazó és összesen 47 nanofarad kapacitású áramkört készítettünk. A 2. és 3. ábrák szerinti 61 kondenzátor 62 báziselektródjának kialakítása céljából minden egyes kondenzátornál a (doppolt vagy nem doppolt) tantálréteget konvencionális fotolitográfiás technikával marattuk a megkívánt alakúra. A 62 elektródát megfelelően maszkíroztuk és híg (0,01 súly%-os), 25 °C-os citromsavoldatban kezeltük anódosan, 230 V egyenáramú feszültséggel, a 64 — oxidált nitrogénnel doppolt /3-tantál-tartalmú — szigetelőréteg kialakítása végett. A 64 szigetelőrétegre porlasztással 500 Á vastagságú nikróm (80 súly% M-t és 20 súly% Cr-ot tartalmazó ötvözet) tapadóréteget és egy 10 000 Á vastagságú aranyréteget választottunk le. A 66 ellenelektródát a kívánt alakúra konvencionális fotoreziszt- és maratási technikával alakítottuk. Az így készített kondenzátorokból 10—10 db-ot tartalmazó áramköröket ezután egyenáramú kóboráram-vizsgálatnak vetettük alá oly módon, hogy a (párhuzamosan kapcsolt) 62 báziselektródákra és a 66 ellenelektródákra 55 V egyenáramú feszültséget kapcsoltunk. A 62 báziselektródákat a 66 ellenelektródákhoz képest pozitív előfeszültség alá hegyeztük. A kóboráramot ezután 15 másodperces feszültség alá helyezés után egy konvencionális mérőműszerrel mértük meg. Az áramköröknek (melyeknek mindegyike 10 db kondenzátort tartalmaz) ez a kóboráram-vizsgálata szigorúbb, mint ha az egyes kondenzátorokat egyenként vizsgálnánk meg. Minthogy minden egyes áramkör összkapacitása 47 nanofarad, a megengedett kóboráramintenzitás 94xl0-9 amper. A kóboráram-vizsgálat eredményét az alábbi táblázat mutatja: 1. 2. 3. számú porlasztáti művelet N2 dop- N2 dop- N2 doppolással polás polással nélkül A vizsgált áramkörök száma (10 db kondenzátor/áramkör) 25xl0-9 A-nél kisebb kóboráram-erősségű áramkörök száma 25—50X10-9 A kóboráram-erősségű áramkörök száma 50—93,5x10-9 A kóboráram-erősségű áramkörök száma Áramkör hatásfoka (%) 3299 892 1176 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1910 21 830 (57,9%) (2,4%) (70,6%) 592 74 104 (17,9%) (8,3%) (8,8%) 60 145 72 25 (4,4%) (8,2%) (2,1%) 80,2 18,9 81,5 65 b) Egy sor 1. a) kiviteli példa szerinti szubsztrátumot (üveglemezt) 20,5 lemez/óra sebességgel kezeltünk az 1. a) kiviteli példában említett vákuumberendezésben. Ezután egyenáramú porlasztással kb. 4000 Á vastagságú nitrogénnel doppolt y3-tantál réteget választottunk rájuk le 30 x 10-3 torr nyomáson, 1,0 térfogat% nitrogént tartalmazó argonnitrogén atmoszférában (a nitrogénbetáplálás sebessége 0,3 cm3 /perc volt), 300 °C-os szubsztrátumhőfokon, 4000 V egyenáramú katódfeszültség, 420 mA katódáram-erősség, 0,25 mA/cm2 áramsűrűség és 150 Á/perc leválasztási sebesség mellett. A kapott, nitrogénnel doppolt /?-tantál bevonattal ellátott szubsztrátumokat azután az 1. a) kiviteli példában leírt módon kondenzátorokká alakítottuk. A nitrogénnel doppolt kondenzátorrétegek számított nitrogéntartalma, a fenti körülmények közötti porlasztás után, a minták nagy részénél 2,3—4,0 atom% volt. c) Az 1. a) kiviteli példa szerinti eljárást ismételjük meg egy sor üveglemezzel, melyeket 30 lemez/ óra sebességgel kezeltünk az 1. a) kiviteli példában említett berendezésben. Egyenáramú porlasztással kb. 4000 Á vastagságú nitrogénnel doppolt /S-tantál réteget választottunk le rájuk 30 X 10-3 torr porlasztási nyomáson, 2,7 térfogat% nitrogént tartalmazó argon-nitrogén atmoszférában (a nitrogénbevezetés sebessége 1,2 normál cm3 /perc volt), 350 °C-os szubsztrátum-hőfokon, 4500 V egyenáramú katódfeszültség, 800 mA katódáram-erősség, 0,45 mA/cm2 áramsűrűség és 300 Á/perc leválasztási sebesség mellett. A kapott, nitrogénnel doppolt /?-tantál bevonattal ellátott szubsztrátumokat azután az 1. a) kiviteli példában leírt módon kondenzátorokká alakítottuk. A nitrogénnel doppolt kondenzátorrétegek számított nitrogéntartalma a fenti körülmények közötti porlasztás után a minták nagy részénél 4,8—7,9 atom% volt. 2. példa a) Egy, az 1. a) kiviteli példában leírt szubsztrátumra porlasztóberendezéssel nitrogénnel doppolt /?-tantál réteget választottunk le. A berendezés porlasztóelektróda-kötege 23 cm hosszú, 0,95 cm átmérőjű nagy tisztaságú tantálból készült és elektródaelemeket tartalmazott, melyeknek egymástól (középponttól középpontig) mért távolsága 4 cm volt. A porlasztókamrát argonnal végzett öblítés után 2xl0~6 torr nyomásra szívtuk le. Ezután egy nyíláson át a porlasztókamrába 25 cm3 /perc sebességgel argon-nitrogén gázkeveréket vezettünk be és a nyomást 30 X 10~3 torr-ra növeltük. A nitrogént az 57 gázforrásból 0,6 cm3 /perc betáplálási sebességgel kevertük az argongázhoz. Ezáltal a gázkeverékben 2,3 térfogat% nitrogénkoncentrációt értünk el. A szubsztrátumot 200 °C-on tartottuk. A porlasztást 5000 V váltó áramú katódfeszültségen, 500 mA katódáram-erősség mellett, —200 V egyenáramú előfeszültségű térben és 240 mA erősségű előfeszítő áramerősség mellett végeztük. 12 perc múlva a szubsztrátum termikusan kiképzett Ta20 5 4
