Лекция_7
.pdf
Технология производства микроэлектронных устройств
Лекция 7. Осаждение защитных покрытий
План лекции:
1.Введение. Элетрохимическое осаждение
2.Гальваническое покрытие благородными металлами
3.Оборудование для электрохимического осаждения
2
План лекции:
1.Введение. Элетрохимическое осаждение
2.Гальваническое покрытие благородными металлами
3.Оборудование для электрохимического осаждения
3
Определение
В основе электрохимического метода осаждения металлических пленок лежит явление электролиза, при котором происходит катодное восстановление катионов (положительно заряженных ионов).
Для осаждения пленок подготовленные подложки, выполняющие роль катода, помещаются в электролитическую ванну (как правила из фторопласта). В состав электролита входит соль осаждаемого металла. Анод обычно изготавливают из осаждаемого металла. Процесс осаждения пленок сопровождается растворение анода, что предотвращает обеднение электролита ионами осаждаемого металла. Площадь поверхности анода приблизительно в 1,5 раза превышает площадь поверхности, на которую осаждается пленка (катод).
Электролиз
Электролиз – физико-
химический процесс, состоящий из выделения на электродах составных частей растворенных веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, который возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита.
Схематическое изображение электролитической ячейки
Соотношение между массой осажденного на катоде металла и параметрами процесса выражаются первым и вторым законом электролиза (законами Фарадея):
1.масса осажденного на катоде металла пропорциональна количеству электричества, прошедшему через раствор.
2.масса материала, осажденного при прохождении через раствор одинакового количества электричества, пропорциональна электрохимическому эквиваленту.
Химическим эквивалентом иона называется отношение молярной массы A иона к его валентности Z. Поэтому электрохимический эквивалент
k 1 A, F Z
где F – постоянная Фарадея.
Скорость осаждения пленки
V j E ,
где j – плотность тока,
ρ – плотность материала пленки,
α– коэффициент эффективности тока, равный отношению действительного количества осажденного металла к теоретическому. Обычно
αимеет значения от 0.5 до 1.
Электролиты
• Для приготовления электролитов применяют особо чистые (ОСЧ) и
химически чистые (ХЧ) реактивы;
Электролиты
•Для приготовления электролитов применяют особо чистые (ОСЧ) и
химически чистые (ХЧ) реактивы;
•В готовом электролите не должно быть вредных примесей, так как они ухудшают адгезию пленок, приводят к их шелушению, вздутию, неравномерности по толщине;
Электролиты
•Для приготовления электролитов применяют особо чистые (ОСЧ) и
химически чистые (ХЧ) реактивы;
•В готовом электролите не должно быть вредных примесей, так как они ухудшают адгезию пленок, приводят к их шелушению, вздутию, неравномерности по толщине;
•Для электролитов применяют только деионизованную воду, так как дистиллированная вода содержит ионы различных металлов;