RU2676222C2 - Method of improving adhesion of indium microcontacts using ultrasound processing - Google Patents

Method of improving adhesion of indium microcontacts using ultrasound processing Download PDF

Info

Publication number
RU2676222C2
RU2676222C2 RU2017104432A RU2017104432A RU2676222C2 RU 2676222 C2 RU2676222 C2 RU 2676222C2 RU 2017104432 A RU2017104432 A RU 2017104432A RU 2017104432 A RU2017104432 A RU 2017104432A RU 2676222 C2 RU2676222 C2 RU 2676222C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
indium
microcontacts
layer
etching
mask
Prior art date
Application number
RU2017104432A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017104432A (en
RU2017104432A3 (en
Inventor
Евгений Алексеевич Климанов
Виталий Владимирович Акимов
Лариса Александровна Васильева
Original Assignee
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority to RU2017104432A priority Critical patent/RU2676222C2/en
Publication of RU2017104432A publication Critical patent/RU2017104432A/en
Publication of RU2017104432A3 publication Critical patent/RU2017104432A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2676222C2 publication Critical patent/RU2676222C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof

Abstract

FIELD: photo equipment.SUBSTANCE: usage: for the manufacture of indium microcontacts in the matrix photodetectors. Essence of the invention lies in the fact that the method of improving the adhesion of indium microcontacts using ultrasonic processing on semiconductor wafers with BIS readout arrays or photodiode arrays includes the formation of a metal sublayer under indium, the formation of a protective photoresistive mask with windows in places of microcontacts, sputtering of an indium layer, manufacturing indium microcontacts in one of the ways: removing a protective mask with an indium layer around microcontacts (explosion method), forming a mask for etching on an indium layer with subsequent etching of a layer with one of the known methods (chemical etching, ion etching) with the subsequent removal of photoresist layers, while after forming the microcontact system, the plates are processed in an ultrasonic bath for several minutes.EFFECT: technical result: providing the possibility of high adhesion of indium microcontacts and high homogeneity of its values within large arrays.1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к технологии изготовления индиевых микроконтактов в матричных фотоприемниках ИК-излучения и БИС считывания фотосигнала.The invention relates to a manufacturing technology of indium microcontacts in matrix photodetectors of infrared radiation and LSI readout of the photo signal.

В настоящее время широко используется способ изготовления гибридных ИК МФПУ методом перевернутого монтажа фоточувствительных элементов с БИС считывания при помощи индиевых микроконтактов.Currently, a widely used method for the manufacture of hybrid IR MFPs by the method of inverted mounting of photosensitive elements with LSI readout using indium microcontacts.

Известно, что одними из методов изготовления микроконтактов являются:It is known that some of the methods for making microcontacts are:

- метод обратной фотолитографии («метод взрыва», lift-off) [В.М. Акимов, Е.А. Климанов, В.П. Лисейкин, А.Р. Микертумянц, М.В. Седнев, В.В. Сергеев, И.А. Шелоболин О "взрывном" способе изготовления систем металлизации и микроконтактов в БИС считывания фотосигнала // Прикладная физика, 2010, №4; Jutao Jiang, Stanley Tsao et. al.. Fabrication of indium bumps for hybrid FPA applications. Infrared Physics and Technology. 45(2004) 143-151];- reverse photolithography method (“explosion method”, lift-off) [V.M. Akimov, E.A. Klimanov, V.P. Liseikin, A.R. Mikertumyants, M.V. Sednev, V.V. Sergeev, I.A. Shelobolin On the "explosive" method of manufacturing metallization systems and microcontacts in the LSI for reading the photo signal // Applied Physics, 2010, No. 4; Jutao Jiang, Stanley Tsao et. al .. Fabrication of indium bumps for hybrid FPA applications. Infrared Physics and Technology. 45 (2004) 143-151];

- метод ионного травления;- ion etching method;

- метод химического травления.- chemical etching method.

Известен также способ формирования высоких и однородных индиевых микроконтактов методом переплавки в парах слабой кислоты при температуре несколько выше температуры плавления индия (~170-200°С) ранее созданных микроконтактов одним из перечисленных выше методов [J Jiang, S. Tsao, Т.О Sullivan, G.J. Brawn. Infrared Physics and Technology, 45 (2004), p. l43-151.There is also a known method of forming high and uniform indium microcontacts by melting in weak acid vapors at a temperature slightly higher than the melting point of indium (~ 170-200 ° C) of previously created microcontacts using one of the above methods [J Jiang, S. Tsao, T.O Sullivan GJ Brawn. Infrared Physics and Technology, 45 (2004), p. l43-151.

Все указанные методы имеют следующий недостаток:All of these methods have the following disadvantage:

при формировании индиевых микроконтактов выполняется несколько операций напыления металлических слоев: создание подслоя под индий (например, Cr-Ni, V-Al-V, Mo-Au, Ti-TiN и других) и напыление слоя индия с последующим удалением индия вокруг микроконтактов различными методами, указанными выше. При этом металлические слои, как правило напыляются различными методами: для напыления подслоя используется ионное распыление соответствующих металлических мишеней, а слоя индия - метод термического испарения. Данное обстоятельство часто приводит к невозможности последовательного напыления всех слоев в одной вакуумной установке без разгерметизации. Разгерметизация, в свою очередь, может приводить к окислению металлов подслоя, приводящему к ухудшению адгезии индиевых микроконтактов к металлическому подслою и значительному разбросу ее значений в многоэлементных структурах.when forming indium microcontacts, several operations of deposition of metal layers are performed: the creation of a sublayer for indium (for example, Cr-Ni, V-Al-V, Mo-Au, Ti-TiN and others) and the deposition of an indium layer with the subsequent removal of indium around the microcontacts by various methods above. In this case, metal layers are usually sprayed by various methods: for spraying the sublayer, ion sputtering of the corresponding metal targets is used, and the indium layer is used by thermal evaporation. This circumstance often leads to the impossibility of sequentially spraying all layers in one vacuum unit without depressurization. Depressurization, in turn, can lead to oxidation of the metals of the sublayer, leading to a deterioration in the adhesion of indium microcontacts to the metal sublayer and a significant scatter of its values in multi-element structures.

Известен способ изготовления микроконтактов с помощью создания металлической маски поверх слоя фоторезиста с последующим проявлением этого слоя [Шелоболин И.А., Лисейкин В.П., Климанов Е.А., Седнев М.В., Микертумянц А.Р. Способ изготовления индиевых столбиков. Патент на изобретение №2419178], принятый в качестве ближайшего аналога.A known method of manufacturing microcontacts by creating a metal mask on top of a photoresist layer with the subsequent manifestation of this layer [Shelobolin I.A., Liseikin V.P., Klimanov E.A., Sednev M.V., Mikertumyants A.R. A method of manufacturing indium columns. Patent for the invention No. 2419178], adopted as the closest analogue.

Задачей изобретения является создание технологии изготовления индиевых микроконтактов с помощью известных методов, перечисленных выше, позволяющей обеспечить высокую адгезию индиевых микроконтактов и высокую однородность ее значений в пределах больших массивов.The objective of the invention is to create a manufacturing technology of indium microcontacts using the known methods listed above, which allows for high adhesion of indium microcontacts and high uniformity of its values within large arrays.

При этом используется взаимная диффузия индия и металла подслоя при приложении ультразвуковых колебаний, приводящая к разрушению окисного слоя между металлами и улучшению адгезии между ними.In this case, the mutual diffusion of indium and the metal of the sublayer is used when ultrasonic vibrations are applied, which leads to the destruction of the oxide layer between the metals and improved adhesion between them.

Технический результат достигается тем, что на полупроводниковой пластине методом вакуумного напыления изготавливают металлические площадки (подслой) для формирования индиевых микроконтактов, наносят слой позитивного фоторезиста, на который после экспонирования через фотошаблон с рисунком окон под микроконтакты и проявлением напыляют слой индия, методом фотолитографии формируют маску для травления индия и производят травление индия одним из перечисленных методов; затем удаляют слои фоторезиста и проводят обработку пластины в ультазвуковой ванне в течение нескольких минут.The technical result is achieved by the fact that on a semiconductor wafer metal plates (sublayer) are made by vacuum deposition to form indium microcontacts, a layer of positive photoresist is applied, on which an indium layer is sprayed through a photo mask with a window pattern under the microcontacts and developed, a mask is formed by photolithography etching indium and etching indium using one of these methods; then the layers of the photoresist are removed and the plate is processed in an ultrasonic bath for several minutes.

В другом варианте на полупроводниковой пластине наносят слой позитивного фоторезиста, на который после экспонирования через фотошаблон с рисунком окон под микроконтакты и проявлением напыляют слои металла (подслой), а затем слой индия (в другой установке или через интервал времени), методом фотолитографии формируют маску для травления индия и производят травление индия одним из перечисленных методов; затем удаляют слои фоторезиста и проводят обработку пластины в ультазвуковой ванне в течение нескольких минут.In another embodiment, a layer of positive photoresist is deposited on a semiconductor wafer, on which, after exposure through a photo mask with a window pattern for microcontacts and development, metal layers (sublayer) are deposited, and then an indium layer (in another installation or after a time interval), a mask is formed by photolithography for etching indium and etching indium using one of these methods; then the layers of the photoresist are removed and the plate is processed in an ultrasonic bath for several minutes.

Последовательность технологической цепочки предлагаемого способа иллюстрируется на фиг. 1-5, где:The sequence of the process chain of the proposed method is illustrated in FIG. 1-5, where:

на фиг. 1 показан процесс экспонирования фоторезиста через фотошаблон,in FIG. 1 shows the process of exposing a photoresist through a photomask,

на фиг. 2 показан процесс термической обработки фоторезиста;in FIG. 2 shows a heat treatment process for a photoresist;

на фиг. 3 показан процесс напыления индия;in FIG. 3 shows the deposition process of indium;

на фиг. 4 показан процесс растворения фоторезиста:in FIG. 4 shows the process of dissolving a photoresist:

на фиг. 5 изображен процесс ультразвуковой обработки микроконтактов.in FIG. 5 shows the process of ultrasonic processing of microcontacts.

На фигурах представлены следующие элементы:The figures show the following elements:

1 - фотошаблон;1 - photo template;

2 - слой фоторезиста;2 - photoresist layer;

3 - подложка;3 - substrate;

4 - индий.4 - indium.

Способ изготовления микроконтактов осуществляется в следующей последовательности:A method of manufacturing microcontacts is carried out in the following sequence:

- на полупроводниковую пластину с металлическими площадками под индиевые микроконтакты наносится слой позитивного фоторезиста с последующей сушкой;- a layer of positive photoresist is applied to a semiconductor wafer with metal pads for indium microcontacts, followed by drying;

- проводится экспонирование фоторезиста с помощью фотошаблона с заданной конфигурацией контактных площадок (фиг. 1);- exposure of the photoresist is carried out using a photomask with a given configuration of the contact pads (Fig. 1);

- проводится проявление фоторезиста в стандартном проявителе для позитивного фоторезиста (1% раствор КОН) (фиг. 4);- the manifestation of photoresist in a standard developer for positive photoresist (1% KOH solution) is carried out (Fig. 4);

- проводится напыление слоя индия заданной толщины на маску фоторезиста (фиг. 5).- a layer of indium of a given thickness is sprayed onto the photoresist mask (Fig. 5).

Далее проводится формирование индиевых микроконтактов одним из способов:Next, the formation of indium microcontacts is carried out in one of the ways:

- растворением нижнего слоя фоторезиста с одновременным удалением индия (метод взрыва);- dissolution of the lower layer of the photoresist with the simultaneous removal of indium (explosion method);

- методом травления,- etching method,

для чего:for what:

- проводится формирование маски фоторезиста для травления индия;- a photoresist mask is formed for etching indium;

- проводится травление индия одним из известных способов (химическое, ионное) для формирования микроконтактов;- indium is etched by one of the known methods (chemical, ionic) to form microcontacts;

- проводится удаление фоторезиста в растворе диметилформамида или смеси диметилформамида с моноэтаноламином, или плазмохимическим травлением в кислородной плазме.- the photoresist is removed in a solution of dimethylformamide or a mixture of dimethylformamide with monoethanolamine, or by plasma-chemical etching in oxygen plasma.

Далее проводится обработка пластины в ультразвуковой ванне в течение нескольких минут.Next, the plate is processed in an ultrasonic bath for several minutes.

Claims (4)

Способ улучшения адгезии индиевых микроконтактов с помощью ультразвуковой обработки на полупроводниковых пластинах с матрицами БИС считывания или фотодиодными матрицами, включающий формирование металлического подслоя под индий, формирование защитной фоторезистивной маски с окнами в местах микроконтактов, напыление слоя индия, изготовление индиевых микроконтактов одним из способов:A method for improving the adhesion of indium microcontacts using ultrasonic processing on semiconductor wafers with LSI sensors or photodiode arrays, including the formation of a metal sublayer under indium, the formation of a protective photoresist mask with windows at the points of microcontacts, the deposition of an indium layer, the manufacture of indium microcontacts using one of the following methods: - удалением защитной маски со слоем индия вокруг микроконтактов (метод взрыва),- removing the protective mask with a layer of indium around the microcontacts (explosion method), - формированием маски для травления на слое индия с последующим травлением слоя одним из известных способов (химическое травление, ионное травление) с последующим удалением слоев фоторезиста,- the formation of a mask for etching on an indium layer with subsequent etching of the layer using one of the known methods (chemical etching, ion etching), followed by removal of the photoresist layers, отличающийся тем, что после формирования системы микроконтактов проводится обработка пластин в ультразвуковой ванне в течение нескольких минут.characterized in that after the formation of the microcontact system, the plates are processed in an ultrasonic bath for several minutes.
RU2017104432A 2017-02-10 2017-02-10 Method of improving adhesion of indium microcontacts using ultrasound processing RU2676222C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104432A RU2676222C2 (en) 2017-02-10 2017-02-10 Method of improving adhesion of indium microcontacts using ultrasound processing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104432A RU2676222C2 (en) 2017-02-10 2017-02-10 Method of improving adhesion of indium microcontacts using ultrasound processing

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017104432A RU2017104432A (en) 2018-08-13
RU2017104432A3 RU2017104432A3 (en) 2018-10-09
RU2676222C2 true RU2676222C2 (en) 2018-12-26

Family

ID=63177099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017104432A RU2676222C2 (en) 2017-02-10 2017-02-10 Method of improving adhesion of indium microcontacts using ultrasound processing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2676222C2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06188455A (en) * 1992-12-18 1994-07-08 Daido Steel Co Ltd Ito film formation method for semiconductor photoelectric element
CN101847592A (en) * 2010-04-09 2010-09-29 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 Indium welded ball array preparing method based on electroplating technology
JP2011243746A (en) * 2010-05-18 2011-12-01 Renesas Electronics Corp Semiconductor device manufacturing method
RU2522769C1 (en) * 2013-01-09 2014-07-20 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации Method of producing indium microcontacts using positive reversible photoresist
RU2537085C1 (en) * 2013-07-08 2014-12-27 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации Method of lowering of ohmic resistance of indium microcontacts using thermal annealing
RU2571436C1 (en) * 2014-10-20 2015-12-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method for manufacturing indium microcontacts
JP6188455B2 (en) * 2013-07-01 2017-08-30 キヤノン株式会社 Control apparatus, imaging system, angle of view control method, program, and storage medium

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06188455A (en) * 1992-12-18 1994-07-08 Daido Steel Co Ltd Ito film formation method for semiconductor photoelectric element
CN101847592A (en) * 2010-04-09 2010-09-29 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 Indium welded ball array preparing method based on electroplating technology
JP2011243746A (en) * 2010-05-18 2011-12-01 Renesas Electronics Corp Semiconductor device manufacturing method
RU2522769C1 (en) * 2013-01-09 2014-07-20 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации Method of producing indium microcontacts using positive reversible photoresist
JP6188455B2 (en) * 2013-07-01 2017-08-30 キヤノン株式会社 Control apparatus, imaging system, angle of view control method, program, and storage medium
RU2537085C1 (en) * 2013-07-08 2014-12-27 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации Method of lowering of ohmic resistance of indium microcontacts using thermal annealing
RU2571436C1 (en) * 2014-10-20 2015-12-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method for manufacturing indium microcontacts

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017104432A (en) 2018-08-13
RU2017104432A3 (en) 2018-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11545610B2 (en) Piezoelectric sensor, pressure detecting device, manufacturing methods and detection method
RU2419178C1 (en) Method of making indium columns
RU2676222C2 (en) Method of improving adhesion of indium microcontacts using ultrasound processing
TW201602374A (en) Deposition mask, method for manufacturing deposition mask and method for manufacturing touch panel
RU2537085C1 (en) Method of lowering of ohmic resistance of indium microcontacts using thermal annealing
RU2468469C1 (en) Method of making indium columns
WO2017114404A1 (en) Method for protecting edges of silicon wafer and lithography exposure device
WO2021102661A1 (en) Isolation structure of photoresist stripping liquid, tft array and preparation method
KR102359184B1 (en) Non-enzymatic glucose sensor and method for manufacturing
RU2522769C1 (en) Method of producing indium microcontacts using positive reversible photoresist
US3592691A (en) Photoresist removal method
RU2492545C1 (en) Method of making indium microcontacts by ion etching
CN102981359B (en) Photoetching method
US10147598B2 (en) Manufacturing method for insulation layer, manufacturing method for array substrate and array substrate
WO2019109310A1 (en) Thin film transistor and manufacturing method thereof, array substrate, and display device
KR100859640B1 (en) method of production test wafer for seasoning in semi-conductor
JP3653960B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
CN105261558A (en) Manufacturing method for semiconductor
TW502313B (en) Reusable monitor wafer
CA2173932A1 (en) Method for manufacturing an array of microelectrodes
JPS6047950A (en) Fet multi-sensor
JPS6074521A (en) Pattern forming process
JPS61198051A (en) Formation of electrode for semiconductor ion sensor
JPH02302023A (en) Formation of resist pattern
JPS5814742B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190211

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200110

PD4A Correction of name of patent owner