/ Vynález se týká způsobu úpravy povrchu křemíkového substrátu při výrobě vkládacích odporových a kondenzátorových vsazovacích prvků a sítí tantalovou technologií, určených pro montáž do hybridních integrovaných obvodů, .The present invention relates to a method of treating a silicon substrate surface in the manufacture of insertion resistive and capacitor inserts and tantalum networks for mounting in hybrid integrated circuits.
V současné době hybridní integrované obvody še sítí jak. tenkých, tak i tlustých vrstev Využívají s výhodou vkládacích součástek, 'které technicky i ekonomicky výhodným způsobem umožňují s vrstvovou sítí realizovat potřebné obvodové funkce. Rezístory i kondenzátory vkládacích součástek lze realizovat různými technologiemi a materiály. V případě tanta.lové technologie lze vytvářet technicky slučitelným a výhodným způsobem jak rezistory, tak kondenzátory využitím obdobných materiálů a pracovních kroků. Prvky vytvořené tímto způsobem mají výhodné elektrické vlastnosti, rozsah jmenovitých hodnot odporu nebo kapacity, teplotní součinitel odporu nebo kapacity, trvanlivost a podobně, a jsou značně odolné proti působení vnějšího prostředí. Tato· odolnost souvisí s vysokou stálostí vrstev na bázi tantalu, s jejich rezistencí k působení plynů, kapalin i k mechanickému poškození. Z tohoto důvodu je nutno> při fotolitigrafickém zpracování vrstvové struktury, užívat agresivních leptacích roztoků, například směsi’ kyseliny fluorovodíkové a' dusičné, které napadají,? ostatní materiály a také povrch podložek, ha kterých je struktura vytvářena. U hybridních obvodů še tento problém řeší použitím separační vrstvy z kysličníku tantaličného, „která., se, vytvoří termickou oxidací beta tantalu naneseného po celém lícním povrchů podložky; U' obvodů s' pasivní vrstvou sítí vytvářenou tantalovou technologií přítomnost separační vrstvy kysličníku tantaličného po celém povrchu podložky není na závadu, protože běžně' '‘používanou technikou dělení velkoplošného substrátu na jednotlivé systémy je rýhovaní laserem, případně dělení dianíantovou pilou. Naproti tomu však na povrchu podložky, například křemíkové, na kterém se vytváří soustava vsazovacích součástek však existují místa, kde tato separační vrstva kysličníku tantaličného vadí. Těmito místy jsou například oblasti určené k rýhování diamantovým ná. strojem při dělení podložky na jednotlivé systémy - vlastní vkládací součástky. Správný průběh technologie dělení vyžaduje, aby se rýhování provádělo na povrchu křemíku, což předpokládá předchozí odleptání kysličníku křemičitého a tedy nepřítomnost separační vrstvy kysličníku tantaličného, která se. obtížně chemicky zpracovává.Currently hybrid integrated circuits are both network. thin and thick layers advantageously use insertion elements which, in a technically and economically advantageous manner, enable the necessary circuit functions to be realized with the layer network. Resistors and capacitors of the insert components can be realized by various technologies and materials. In the case of tantalum technology, both resistors and capacitors can be formed in a technically compatible and advantageous manner using similar materials and work steps. The elements formed in this way have advantageous electrical properties, a range of nominal resistance or capacitance values, a temperature coefficient of resistance or capacitance, durability and the like, and are considerably resistant to environmental influences. This resistance is related to the high stability of the tantalum-based layers, their resistance to gases, liquids and mechanical damage. For this reason, aggressive etching solutions, such as mixtures of 'hydrofluoric acid' and 'nitric acid' that attack, must be used in the photolitigraphic processing of the layer structure? other materials as well as the surface of the washers where the structure is formed. In hybrid circuits, this problem is solved by the use of a tantalum pentoxide separation layer which is formed by thermal oxidation of beta tantalum deposited over the entire face of the substrate; In tantalum-based passive network circuits, the presence of a tantalum pentoxide separation layer over the entire surface of the substrate is not a problem, since the commonly used technique for splitting a large-area substrate into individual systems is laser creasing or a diani saw. However, on the surface of a substrate, such as silicon, on which a plurality of inset components are formed, there are, however, places where the separation layer of tantalum oxide is annoying. These are, for example, diamond groove areas. machine when dividing the pad into individual systems - own insertion parts. The proper operation of the splitting technology requires that the creasing be carried out on the silicon surface, which implies prior etching of the silica and hence the absence of a tantalum pentoxide separation layer which is present. difficult to chemically process.
Tátů nevýhoda současného stavu technikyDads disadvantage of the state of the art
201488 je odstraněna způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se kysličník tantaličný vytvoří selektivně termickou oxidací beta tantalu, který byl fotolitograficky zpracován do topologické struktury kysličníku tantaličného, přičemž lze selektivně vytvořenou vrstvu kysličníku tantaličného použít jako masky pro leptání vrstev, případně podložky, ležících pod touto maskou.201488 is removed by the process according to the invention, characterized in that tantalum pentoxide is formed selectively by thermal oxidation of beta tantalum, which has been photolithographically processed into the topological structure of tantalum pentoxide, whereby the selectively formed tantalum pentoxide layer can be used as masking etch layers lying under this mask.
Výhodou vynálezu je, že se nevytvoří geometrické obrazce separační vrstvy odleptáním kysličníku tantaličného z míst, kde není tato vrstva žádoucí, jak je obecně při zpracování vrstev na potřebnou topologickou strukturu v technologii hybridních integrovaných obvodů obvyklé, nýbrž selektivním vytvořením kysličníku tantaličného pouze na požadovaných místech. Vynález je založen na využití vlastností separační vrstvy kysličníku tantaličného, která zlepšuje vlastnosti vytvořené vrstvové struktury rezistorů a kondenzátorů technologicky a ekonomicky výhodným způsobem, přičemž je tato vrstva vytvořena v místech, kde je její využití výhodné. Na celý povrch podložky se nanese vrstva beta tantalu, tato vrstva se fotolitograficky zpracuje - odleptá se beta tantal z míst, kde je nežádoucí budoucí separační vrstva kysličníku tantaličného, přičemž se tímto způsobem vytvořená struktura beta tantalové vrstvy převede termickou oxidací na kysličník tantaličný. Výhodou tohoto postupu je, že chemické zpracování vrstvy kysličníku tantaličného, které je obecně velmi obtížné, v důsledku nutnosti použití agresivních leptadel, napadajících fotorezistovou masku, se nahrazuje snadnějším zpracováním vrstvy beta tantalu, které využívá běžně užívaných postupů a za-It is an advantage of the invention that geometric patterns of the separating layer are not formed by etching tantalum pentoxide from locations where this layer is not desirable, as is generally the case when processing layers into the required topological structure in hybrid integrated circuit technology. The invention is based on exploiting the properties of the tantalum pentoxide separation layer, which improves the properties of the formed layer structure of resistors and capacitors in a technologically and economically advantageous manner, the layer being formed at places where its use is advantageous. A layer of beta tantalum is applied to the entire surface of the substrate, this layer is photolithographically etched - beta tantalum is etched from where the future tantalum pentoxide separation layer is undesirable, whereby the structure of the beta tantalum layer thus formed is converted by thermal oxidation to tantalum pentoxide. The advantage of this process is that the chemical treatment of the tantalum pentoxide layer, which is generally very difficult due to the necessity of using aggressive etchants attacking the photoresist mask, is replaced by easier processing of the beta tantalum layer, which uses commonly used methods and techniques.