DE2119960C3 - Verfahren zur Herstellung von haftfesten Dünnschichtstrukturen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von haftfesten DünnschichtstrukturenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Mikroelektronik, insbesondere auf ein Verfahren zur
Herstellung von haftfesten Dünnschichtstrukturen, z. B. Fotoschablonen, verschiedenen Bauelementen von
Mikroschaltungen sowie verschiedenen Teilen komplizierter
Struktur für optische Geräte.
Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von haftfesten Dünnschichtstrukturen bekannt (SU-Zeitschrift
»Festkörperphysik«, Bd. 8, Heft 2, 1966, S. 571-572 (in Russisch)). Das Verfahren besteht darin, daß
man haftfeste Dünnschichtstrukturen erhält indem man ein gegen elektromagnetische Strahlung empfindliches
System verwendet, das aus einer Metallschicht und einer Schicht einer anorganischen Verbindung besteht die
unter der Bestrahlung in chemische Reaktion mit der Metallschicht zu treten und Umsetzungsprodukte mit
dieser zu bilden vermag, wobei man das System einer gemäß der vorgegebenen Struktur selektiven Bestrahlung
und dann einer gemäß der gewählten Struktur selektiven Ätzung unterwirft.
Ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist daß als Material für die Herstellung von haftfesten Dünnschichtstrukturen
nur Materialien verwendet werden können, die zur aktiven chemischen Reaktion miteinander
bei der Bestrahlung fähig sind. Gleichzeitig aber gibt es eine große Gruppe von Stoffen (z. B. Chrom,
Germanium, Quarz (SiCh) und andere), die bei der Bestrahlung praktisch nicht in chemische Reaktion
miteinander treten, obwohl ihre Verwendung als Materialien bei der Herstellung von haftfesten Dünnschichtstrukturen
wünschenswert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung des genannten Nachteils ein Verfahren zur
Herstellung von haftfesten Dür.nschichtstrukturen zu entwickeln, das ein gegen elektromagnetische Strahlung
S empfindliches System »Metall — anorganische Verbindung« anwendet und es möglich macht haftfeste
Dünnschichtstrukturen aus beliebigen Materialien herzustellen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur
ίο Herstellung von haftfesten Dünnschichtstrukturen, bei
dem man ein gegen elektromagnetische Strahlung, insbesondere Licht empfindliches System, das aus einer
Metallschicht und einer Schicht einer anorganischen Verbindung besteht die unter der Bestrahlung durch
■5 elektromagnetische Strahlung in chemische Reaktion
mit der Metallschicht tritt und mit dieser Umsetzungsprodukte bildet einer gemäß der gewählten Struktur
selektiven Bestrahlung und anschließend einer gemäß der gewählten Struktur selektiven Ätzung unterwirft,
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man das gegen elektromagnetische Strahlung empfindliche System vor
der Bestrahlung auf eine Schicht aus einem Material aufbringt das sich unter der Einwirkung der Bestrahlung
mit dem unmittelbar an der Schicht liegenden Schichtbereich des Systems nicht umsetzt und nach der
selektiven Ätzung des Systems dieses als Maske für die selektive Ätzung der Schicht verwendet.
Man verwendet zweckmäßig für die Herstellung von Bauelementen von Mikroschaltungen eine Schicht aus
Metall.
Zur Herstellung von Kryotronschaltungen verwendet man zweckmäßig Schichten aus supraleitfähigen Materialien.
Zur Herstellung von Isolierschichten von Mikroschaltungen verwendet man zweckmäßig Schichten aus Dielektrikum.
Zur Herstellung von Isolierschichten von Mikroschaltungen verwendet man zweckmäßig Schichten aus Dielektrikum.
Zur Herstellung von Mikroschaltungen, die mit Halbleiterbauelementen versehen sind, kann eine
Schicht aus einem Halbleiter verwendet werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fi g. la, b, c, d, e, f ein erstes Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von haftfesten Dünnschichtstrukturen,
4S Fig. 2a, b, c, d, e, f, h ein zweites Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von haftfesten Dünnschichtstrukturen und
F i g. 3a, b, c, d, e, f ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von
haftfesten Dünnschichtstruktuiren.
Das erste Ausführungsbeispiel des Verfahrens besteht darin, daß auf eine Schicht aus dem gewählten Material
(z. B. Metall, Halbleiter, Dielektrikum) ein gegen elektromagnetische Strahlung empfindliches System
S3 aufgebracht wird, das aus einer Schicht von Metall und einer Schicht einer anorganischen Verbindung besteht,
die fähig sind, unter der Einwirkung der elektromagnetischen Strahlung in chemische Reaktion miteinander zu
treter. Auf die Schicht kann zunächst die Metallschicht und dann die Schicht der anorganischen Verbindung
aufgebracht werden. Es kann aber auch auf die Schicht zunächst die Schicht der anorganischen Verbindung und
dann die Metallschicht aufgebracht werden.
Es sei nachstehend ein konkretes Beispiel betrachtet.
Auf einen Film 1 (F i g. la) aus Metall (z. B. Nickel), der sich in freiem Zustand befindet oder an einem festen
Träger haftet (erhalten z. B. durch Aufstäuben im Vakuum auf einen dielektrischen Träger), wird eine
Metallschicht 2 (ζ. B. Silber- oder Kupferschicht) und
dann eine Schicht 3 einer anorganischen Verbindung (z. B. Arsentrisulfid oder Bleijodid) aufgebracht Auf die
Schicht i kann die Metallschicht 2 oder die Schicht 3 des anorganischen Stoffes durch Aufstäuben im Vakuum
aufgebracht werden. Bei der Bestrahlung des Systems durch eine Maske 4, die der gewählten Struktur
(Fig. Ib) entspricht, bilden sich an den bestrahlten
Stellen Umsetzungsprodukte 5 (Fig. Ic) zwischen der
Metallschicht 2 und der Schicht 3 des Halbleiters, wobei
die Dicke der Metallschicht 2 so gewählt wird, daß sich
die Umsetzungsprodukte 5 über die ganze Tiefe der Metallschicht 2 bilden. Danach entfernt man mit Hilfe
eines selektiven Ätzmittels (z. B. einer 20%igen wäßrigen Lösung von Na2COs) den Teil der Halbleiterschicht
3 (Fig. Ic), der mit der Metallschicht 2 nicht in
chemische Reaktion getreten ist. Dann entfernt man mit Hilfe des selektiven Atzmittels die Umsetzungsprodukte
5 (Fig. Id). Darauf ätzt man die Scnicht 1 durch Fenster 6 (Fig. Ie), die nach der Ätzung der
Umsetzungsprodukte 5 entstanden sind. Die Metallschicht 2 dient in diesem Falle als Schutzschicht (Maske)
beim Ätzen der Schicht 1. Auf diese Weise erhält man eine haftfeste Dünnschichtstruktur (Fig. If). Auf
Wunsch kann die Metallschicht 2, die als Schutzschicht beim Ätzen der Schicht 1 dient, durch Ätzen entfernt
werden.
Falls die Dicke der unmittelbar an der Schicht liegenden Schicht 2 (F i g. 2a, b, c) nach Wunsch gewählt
wird, wird das Verfahren mit einigen Änderungen durchgeführt (zweites Ausführungsbeispiel). Nach der
Ätzung der Schicht 3 und der Umsetzungsprodukte 5 (Fig.2d, e) muß die Schicht 2 für eine Tiefe geätzt
werden, die der Dicke dieser Schicht an den Stellen der Lagerung der Umsetzungsprodukte 5 (Fig.2f) gleich
ist. Danach ätzt man die Schicht 1 durch die Fenster 6 (F i g. 2h), die durch die Ätzung der Schicht 2 entstanden
sind.
Das dritte Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung von haftfesten Dünnschichtstrukturen unterscheidet
sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß man nach dem Ätzen der Schicht (F i g. 3a, b,
c, d) nicht die Umsetzungsprodukte 5, sondern die Schicht 2 (Fig.3e) von den nicht bestrahlten Stellen
entfernt Danach ätzt man die Schicht 1 durch die Fenster 6, die beim Ätzen der Schicht 2 (Fig. 3f)
entstanden sind. Erforderlichenfalls können die Umsetzungsprodukte
5 und die Stellen der Schicht 2, die sich unt=r den Umsetzungsprodukten 5 befinden, entfernt
werden.
Die Vorteile des genannten Verfahrens bestehen darin, daß es möglich macht bei der Herstellung von
haftfesten Dünnschichtstrukturen verschiedene Materialien (Metalle, Dielektrika, Halbleiter), vorwiegend
aber diejenigen zu verwenden, die sich unter der Einwirkung von Bestrahlung praktisch nicht miteinander
umsetzen.
Wenn man z. B. eine Schicht 1 aus Zinn oder Blei und
als gegen elektromagnetische Strahlung empfindliches System das Paar Silber (Ag}-Ärsentrisulfid (As2S3)
verwendet können Kryotronschaltungen mit Bauelementen von Mikrometer- und Submikrometerabmessungen
hergestellt werden.
Wenn man eine Schicht aus Chrom oder Nickel und als gegen elektromagnetische Strahlung empfindliches
System das Paar Silber-Arsentrisulfid oder Silber-Arsenpentasulfid
und andere verwendet können präzise metallisiei te Fotomasken hergestellt werden.
Verwendet wird eine Schicht aus Aluminium, Kupfer und anderen Metallen und als gegen elektromagnetische
Strahlung empfindliches System das Paar Silber-Arsentrisulfid oder Silber-Bleijodid und andere, können
Mikroschaltungen mit Bauelementen von Mikrometer- und Submikrometerabmessungen hergestellt werden.
Durch die Wahl verschiedener Materialien kann man mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens Beugungsgitter,
Polarisatoren für Infrarotstrahlung, Meßskalen, Netze und andere Elemente optischer Systeme herstellen.
Wenn man eine Schicht aus Dielektrikum (z. B. aus SiO2 od. dgl.) und als gegen elektromagnetische Strahlung
empfindliches System ein System Halbleiter — Metall verwendet können Isolierschichten vorgegebener
Konfiguration hergestellt werden.
Bei Verwendung einer Schicht aus einer Halbleiterverbindung können Mikroschaltungen hergestellt werden,
die Halbleiterbauelemente enthalten.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von haftfesten Dünnschichtstrukturen, bei dem man ein gegen
elektromagnetische Strahlung, insbesondere Licht, empfindliches System, das aus einer Metallschicht
und einer Schicht einer anorganischen Verbindung besteht, die unter der Bestrahlung durch elektromagnetische
Strahlung in chemische Reaktion mit der Metallschicht tritt und mit dieser Umsetzungsprodukte bildet, einer gemäß der gewählten Struktur
selektiven Bestrahlung und anschließend einer gemäß der gewählten Struktur selektiven Ätzung
unterwirft, dadurch gekennzeichnet, daß man das gegen elektromagnetische Strahlung
empfindliche System (2, 3) vor der Bestrahlung auf eine Schicht (1) aus einem Material aufbringt, das
sich unter der Einwirkung der Bestrahlung mit dem unmittelbar an der Schicht (1) liegenden Schichtbereich
des Systems nicht umsetzt, und nach der selektiven Ätzung des Systems dieses als Maske für
die selektive Ätzung der Schicht (1) verwendet
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (1) aus Metall ist
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (1) aus einem supraleitfähigen
Metall ausgeführt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (1) aus einem Dielektrikum
besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (1) aus einem Halbleitermaterial
besteht.
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Family Applications (1)
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1971
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- 1971-04-26 FR FR7114841A patent/FR2135736A5/fr not_active Expired
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1973
- 1973-12-07 US US05/422,925 patent/US4042450A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2119960A1 (de) | 1972-11-02 |
| DE2119960B2 (de) | 1977-10-06 |
| FR2135736A5 (de) | 1972-12-22 |
| US4042450A (en) | 1977-08-16 |
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