Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 19.05.1975 76061 KI. 21g, 11/02 MKP H01I7/00 CZYTELNIA f *i f ¦ '¦ ¦¦' 1 Twórcywynalazku: Zbigniew T. Kuznicki, Janusz Tkaczyk Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Warszawska, Warszawa (Polska) Maska mechaniczna do naparowywania cienkich warstw, zwlaszcza metalicznych, o duzej ostrosci zarysu Przedmiotem wynalazku jest maska mechaniczna do naparowywania cienkich warstw, zwlaszcza metalicz¬ nych, o duzej ostrosci zarysu.Do masek mechanicznych zalicza sie zarówno maski szklane jak i metalowe. Maski szklane wykonywane sa poprzez trawienie szkla i jest to w zasadzie jedyna opanowana technologia, stosowana jedynie przy naparowy¬ waniu cienkich warstw na podloza szklane w wysokich temperaturach. W przypadku wykonywania mechanicz¬ nych masek metalowych stosuje sie takie operacje, jak wycinanie wykrojnikiem, frezowanie lub wycinanie rylcem, zlobienie lukiem elektrycznym, trawienie, elektroformowanie, wycinanie promieniem laserowym lub wiazka elektronowa. Konstruowane sa takze maski z drucików, tworzacych odpowiednie siatki. Jedynie trzy ostatnie technologie pozwalaja na wykonywanie szczelin o szerokosci ponizej 50 /im. Bardzo czesto konieczne jest otrzymanie szczelin o szerokosci znacznie ponizej tego rozmiaru. Przykladem moga byc maski sluzace do naparowywania cienkich warstw wysokorezystywnych, poddawanych badaniom elektrycznym.Wykonywane przy pomocy lasera lub technika elektroformowania maski, poza niewatpliwymi zaletami, jak prostota konstrukcji, dowolnosc w wyborze ksztaltu szczeliny, wysoka precyzja, szybkosc wykonania maja wady które sa w pewnych przypadkach bardzo uciazliwe. Zaliczyc tu mozna ograniczenie minimalnej szerokosci szcze¬ liny poprzez grubosc blachy. Wiaze sie to z warunkiem, ze minimalna szerokosc szczeliny musi miec wymiar rzedu grubosci blachy, w której szczelina ta jest wycieta, aby naparowana warstwa miala mozliwie najbardziej jednorodna grubosc. Ze wzgledów konstrukcyjnych i wytrzymalosciowych grubosc blachy jest ograniczona od dolu do kilkudziesieciu mikrometrów i zalezy od materialu konstrukcyjnego. Ponadto w przypadku stosowania tych metod wystepuje nieregularne obrobienie krawedzi zarysu. Istnieje takze mozliwosc wybrzuszenia blachy, spowodowana wysoka temperatura powodujaca podparowania i zamazanie konturów warstwy. W efekcie, przy minimalnych rozmiarach szczeliny, przekrój poprzeczny naparowanego paska odbiega znacznie od ksztaltu prostokata. Poniewaz ksztalt geometryczny odgrywa bardzo wazna role, warstwy takie sa zwykle niedopuszcza¬ lne, a scisle okreslanie na przyklad ich grubosci praktycznie niemozliwe.Wlasciwie jedyna technologia zapewniajaca wykonanie warstwy o przekroju poprzecznym zblizonym do prostokatnego przy najmniejszych osiagalnych rozmiarach jest technologia naparowywania poprzez maski, naj-2 76 061 ogólniej mówiac, wykonane z pasków o przekroju owalnym. Przy wykorzystaniu tych pasków tworzy sie siatki stanowiace maski. Jednakze wada tak wykonanej maski jest niemozliwosc otrzymania ksztaltów bardziej skom¬ plikowanych.Celem wynalazku jest skonstruowanie takiej maski, dzieki której mozliwe byloby uzyskanie ostrych kra¬ wedzi warstwy naparowywanej przy jej pomocy, przy skrajnie malych rozmiarach w przypadku, gdy istotne sa tylko niektóre krawedzie. Maska taka moze byc prosta lub stosunkowo skomplikowana.Wytyczony cel spelnia maska mechaniczna do naparowywania cienkich warstw, zwlaszcza metalicznych, której czesc zarysu o wymaganej malej ostrosci wykonana jest z blachy metalowej dowolna metoda, na przyklad fotolitograficzna. Natomiast czesc zarysu o wymaganej duzej ostrosci, usytuowana pomiedzy krawedziami o mniejszej ostrosci zarysu lub w innym miejscu maski, stanowia naciagniete mechanicznie prety o malym prze¬ kroju. Polaczenie dwu technik, a tym samym ich zalet daje bardzo dobre rezultaty, jak na przyklad ostrosc krawedzi obszarów czynnych naparowywanych warstw przy ich minimalnych rozmiarach oraz stosunkowo skomplikowanych ksztaltach.Przedmiot wynalazku jest blizej opisany na przykladzie wykonania maski do naparowywania elektrod metalowych do pomiaru ruchliwosci nosników ladunku elektrycznego w cienkich warstwach pólprzewodniko¬ wych metoda H. F.van Heeka, pokazanej na rysunku, na którym fig. 1 przedstawiajej widok, zas fig. 2 fotografie obszaru czynnego i naparowanych przy pomocy tej maski elektrod metalowych, w powiekszeniu 226-krotnym.Na fig. 1 w dostatecznie grubej blaszce stanowiacej rame maski wykonany jest otwór 1. Do ramy tej przymocowane sa dwie blaszki 2 o grubosci rzedu kilkudziesieciu mikrometrów, zwezajac szerokosc obszaru 1 do wymaganej dlugosci 1 obszaru czynnego. Do blaszek 2 zgrzanych z rama maski przymocowane sa poprzez docisk konce preta 3, odpowiednio naprezonego. W odleglosciach w od krawedzi preta 3, takze do ramy maski przymocowane sa blaszki przeslonowe 4, stanowiace uchwyty dla konców drugiego preta 5, o srednicy mniejszej od preta 3 tak, ze oba prety sa usytuowane prostopadle wzgledem siebie.Oczywiscie opisany przyklad rozwiazania konstrukcji maski nie zaweza sie do tego tylko przypadku.W oparciu o te technike, obok innych rozwiazan konstrukcyjnych, mozna wykonywac cale paski identycznych masek. W badaniach laboratoryjnych i kontrolnych przemyslowych ograniczenie odleglosci poszczególnych obszarów czynnych nie ma podstawowego znaczenia, a istotna rzecza jest bardzo wyraznie zarysowany obszar czynny, pozwalajacy na precyzyjne okreslenie ksztaltów i rozmiarów geometrycznych oraz grubosci naparowy¬ wanych warstw. PL PL