RU2723475C1 - Способ подготовки поверхности подложки из алюмонитридной керамики с отверстиями, сформированными лазерной резкой, под тонкоплёночную металлизацию - Google Patents

Способ подготовки поверхности подложки из алюмонитридной керамики с отверстиями, сформированными лазерной резкой, под тонкоплёночную металлизацию Download PDF

Info

Publication number
RU2723475C1
RU2723475C1 RU2019135135A RU2019135135A RU2723475C1 RU 2723475 C1 RU2723475 C1 RU 2723475C1 RU 2019135135 A RU2019135135 A RU 2019135135A RU 2019135135 A RU2019135135 A RU 2019135135A RU 2723475 C1 RU2723475 C1 RU 2723475C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acid
laser cutting
water
aluminum nitride
cleaning
Prior art date
Application number
RU2019135135A
Other languages
English (en)
Inventor
Евгений Матвеевич Савченко
Алексей Геннадьевич Чупрунов
Владимир Алексеевич Сидоров
Александра Сергеевна Гришаева
Яна Сергеевна Маскалец
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар"
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 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар"
Priority to RU2019135135A priority Critical patent/RU2723475C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2723475C1 publication Critical patent/RU2723475C1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/34Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/46Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в электронной технике и радиопромышленности, в частности, при производстве мощных СВЧ приборов и модулей силовой электроники. Техническим результатом изобретения является качественная очистка поверхности подложек из алюмонитридной керамики, с отверстиями, сформированными лазерной резкой. Указанный технический результат обеспечивается тем, что в способе подготовки поверхности подложки из алюмонитридной керамики с отверстиями, сформированными лазерной резкой, под тонкоплёночную металлизацию, включающем стадию очистки в кислотных травителях, смывку кислоты водой и сушку, стадию очистки в кислотных травителях проводят при температуре тающего льда до полного удаления алюминия с поверхности отверстий. В качестве травителя предпочтительно использовать раствор соляной кислоты в воде с соотношением 0,7-1,3 объёмных частей кислоты на 1 объёмную часть воды. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение может быть использовано в электронной технике и радиопромышленности, в частности, при производстве мощных СВЧ приборов и модулей силовой электроники.
Использование подложек из керамики на основе нитрида алюминия в полупроводниковых приборах требует решения ряда вопросов, связанных с её металлизацией вакуумным осаждением металлов.
Основными требованиями к металлизации керамики являются:
- высокая адгезия к подложке из алюмонитридной керамики;
- возможность пайки высокотемпературными припоями, как в вакууме, так и в среде водорода.
При вакуумном осаждении металлов на керамические подложки, высокую адгезию металлизации к керамике можно получить при условии химического взаимодействия материала керамического материала с осаждаемым металлом. Чтобы химическая реакция между напыляемым металлом и материалом диэлектрика имела место, необходимо, чтобы она была возможной с точки зрения термодинамики [1]. Реакция между напыляемым металлом и материалом диэлектрика термодинамически возможна в том случае, если величина изменения теплосодержания ΔH образования, например, окисла материала диэлектрика, менее отрицательна, чем величина ΔН образования окисла напыляемого металла. Только в этом случае напыляемый металл будет отнимать кислород от окисла материала диэлектрика и могут образовываться промежуточные фазовые слои.
Применяя вышеизложенные рассуждения при металлизации керамики из нитрида алюминия предпочтение отдают, как правило, титану в качестве первого слоя при вакуумном осаждении металлизационной системы на подложку, поскольку значение ΔН (ккал/моль) образования TiN = –73,0 и более отрицательно значения ΔН образования AlN= –57,7 [2].
Не менее важно, для обеспечения высокой адгезии металлизации к алюмонитридной керамике, следует учитывать, что загрязнение на подложке с толщиной всего в несколько атомных слоев, может воспрепятствовать хорошему сцеплению, т.е. образованию хорошего переходного слоя и сильно ослабить адгезию [3]. Таким образом, важное значение имеет качество предварительной подготовки поверхности подложек, предназначенных для нанесения на них тонкоплёночной металлизации.
Кроме вышеизложенного, в ряде случаев в подложках из алюмонитридной керамики необходимо формировать переходные металлизированные отверстия, например, в подложках силовых модулей, в подложках для мощных СВЧ транзисторов для снижения индуктивности в базовых цепях и т.п. Отверстия до металлизации обычно формируют лазером. При этом в местах формирования отверстий температура может превышать 2000°С, что является причиной разложения A1N с образованием загрязняющего поверхность отверстия алюминия, который необходимо удалить в подложках из алюмонитридной керамики, подлежащих тонкоплёночной металлизации. На Фиг. 1 показано сечение по отверстию в алюмонитридной керамике, сформированному лазерной резкой. Поверхность отверстий покрыта алюминием.
Известен способ очистки поверхностей от масложировых загрязнений в радиоэлектронике, точном машиностроении, оптике и других областях техники [Патент РФ № 2293800, МПК: C23G5/028, опубл. 20.02.2007], содержащий фторуглерод, фторхлоруглеводород или предельный углеводород изо- и/или нормального строения с длиной цепи C5-C 8 при следующем соотношении компонентов, мас. %: фторуглерод - 10-90, фторхлоруглеводород или предельный углеводород - остальное, при этом в качестве фторуглерода используется смесь транс- и цис-изомеров перфтор-(4-метил-пентена-2) или смесь транс- и цис-изомеров перфторнонена-4 или их смесь.
Данное техническое решение направлено на расширение арсенала средств для очистки поверхностей, способных заменить озоноразрушающий хладон-113, но не может быть использована для очистки подложек из алюмонитридной керамики, особенно подложек с отверстиями, сформированными лазерной резкой, т.к. в составе предложенной смеси отсутствуют компоненты, способные удалить алюминий, образующийся на поверхности отверстий при резке лазером.
Известна технология химической очистки поверхности изделий [Патент РФ № 2118013, МПК: H01L21/306, опубл. 20.08.1998], включающая электрохимическую активацию раствора серной кислоты, воздействие активированного раствора на поверхность пластин, промывку и сушку пластин.
Данная технология не может быть использована для очистки подложек из алюмонитридной керамики, особенно подложек с отверстиями, сформированными лазерной резкой, т.к. в результате взаимодействия серной кислоты с подложкой из алюмонитридной керамики нарушается морфологическое состояние поверхности подложки.
Известен способ объемной химической очистки поверхности полупроводниковых пластин [4], заключающийся в том, что подложки последовательно подвергают очистке в щелочном растворе, обработке в кислотном растворе, смывке и промывке в деионизованной воде.
Недостатком такого способа очистки является активное взаимодействие щелочных растворов с нитридом алюминия, вызывающее недопустимое нарушение морфологической поверхности подложек, подлежащих тонкоплёночной металлизации.
Ближайшим аналогом предлагаемого технического решения является способ очистки поверхности подложек [Патент РФ № 2395135, МПК:H01L21/46, опубл. 20.07.2010], включающий стадию очистки в кислотных травителях, например, в концентрированной особо чистой ортофосфорной кислоте при температуре 148÷152°С в течение не менее 7 минут, смывку кислоты деионизованной водой и сушку. Данный способ не может быть использован для очистки подложек из алюмонитридной керамики, особенно подложек с отверстиями, сформированными лазерной резкой, т.к. в результате взаимодействия горячей ортофосфорной кислоты с подложкой из алюмонитридной керамики нарушается морфологическое состояние поверхности подложки, обуславливающее снижение адгезии тонкоплёночной металлизации к подложке.
Техническим результатом изобретения является качественная очистка поверхности подложек из алюмонитридной керамики, с отверстиями, сформированными лазерной резкой.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в способе подготовки поверхности подложки из алюмонитридной керамики с отверстиями, сформированными лазерной резкой, под тонкоплёночную металлизацию, включающем стадию очистки в кислотных травителях, смывку кислоты водой и сушку, стадию очистки в кислотных травителях проводят при температуре тающего льда до полного удаления алюминия с поверхности отверстий. В качестве травителя предпочтительно использовать раствор соляной кислоты в воде с соотношением 0,7-1,3 объёмных частей кислоты на 1 объёмную часть воды.
Удаление алюминия с поверхности отверстий в подложке из алюмонитридной керамики возможно в растворах, содержащих щёлочи и кислоты. Использование щелочных растворов приводит к нарушению морфологического состояния поверхности подложек, представляющего собой помутнение поверхности, связанное с подтравливанием нитрида алюминия, даже при температуре тающего льда, приводящего к образованию на поверхности нежелательных соединений, с которыми титан не вступает в химическую реакцию, что приводит к существенному снижению адгезии осаждённой в вакууме металлизации к подложке.
Как показали проведенные эксперименты, кислотные растворы при температуре тающего льда весьма слабо взаимодействуют с нитридом алюминия или вообще не взаимодействуют. Кроме того, в производстве легко поддерживать температуру тающего льда, проводя процессы в сосуде с водой, в которой плавает лёд.
Проводили процессы по удалению алюминия с поверхности отверстий в подложках из керамики на основе нитрида алюминия в различных кислотных растворах при температуре тающего льда. Результаты проведенных процессов представлены в таблице.
Из данных, представленных в таблице видно, что предпочтительно использовать раствор соляной кислоты в воде с соотношением 0,7-1,3 объёмных частей кислоты на 1 объёмную часть воды. Составы с большим содержанием кислоты не целесообразно использовать из экономических соображений. Составы с другими кислотами либо не до конца удаляют алюминий, либо нарушают морфологическое состояние поверхности подложек, представляющее собой помутнение, связанное с подтравливанием нитрида алюминия и с образованием на поверхности соединений, с которыми титан не вступает в химическую реакцию. В результате имеет место существенное снижение адгезии осаждённой в вакууме металлизации к подложке из керамики на основе нитрида алюминия.
Литература
1. Третьяков Ю.Д. Твердофазные реакции / Ю.Д. Третьяков. – М.: Химия, 1978. – 359 с.
2. Справочник химика. Т.1. – М.-Л.: ГНТИХЛ, 1962. – 1071 с.
3. Шмаков М. Школа производства ГПИС. Очистка поверхности пластин и подложек / М. Шмаков, В. Паршин, А. Смирнов // Технологии в электронной промышленности – 2008. – № 5. – С. 77-78.
4. Ефимов И.Е., Козырь И.Я. и Горбунов Ю.Н. Микроэлектроника. – М.: Высшая школа, 1986. – 184-189 с.

Claims (2)

1. Способ подготовки поверхности подложки из алюмонитридной керамики с отверстиями, сформированными лазерной резкой, под тонкоплёночную металлизацию, включающий стадию очистки в кислотных травителях, смывку кислоты водой и сушку, отличающийся тем, что стадию очистки в кислотных травителях проводят при температуре тающего льда до полного удаления алюминия с поверхности отверстий.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислотного травителя используют раствор соляной кислоты в воде с соотношением 0,7-1,3 объёмных частей кислоты на 1 объёмную часть воды.
RU2019135135A 2019-11-01 2019-11-01 Способ подготовки поверхности подложки из алюмонитридной керамики с отверстиями, сформированными лазерной резкой, под тонкоплёночную металлизацию RU2723475C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019135135A RU2723475C1 (ru) 2019-11-01 2019-11-01 Способ подготовки поверхности подложки из алюмонитридной керамики с отверстиями, сформированными лазерной резкой, под тонкоплёночную металлизацию

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019135135A RU2723475C1 (ru) 2019-11-01 2019-11-01 Способ подготовки поверхности подложки из алюмонитридной керамики с отверстиями, сформированными лазерной резкой, под тонкоплёночную металлизацию

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2723475C1 true RU2723475C1 (ru) 2020-06-11

Family

ID=71096118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019135135A RU2723475C1 (ru) 2019-11-01 2019-11-01 Способ подготовки поверхности подложки из алюмонитридной керамики с отверстиями, сформированными лазерной резкой, под тонкоплёночную металлизацию

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2723475C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809508C1 (ru) * 2023-05-24 2023-12-12 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт микроэлектронной аппаратуры "Прогресс" (АО "НИИМА "Прогресс") Способ очистки микроволновых диэлектрических подложек, изготовленных из высокочастотных керамических материалов на основе титаната бария, нитрида алюминия или оксида алюминия

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3639642A1 (de) * 1985-07-04 1988-05-26 Licentia Gmbh Verfahren zur chemischen behandlung von keramikkoerpern mit nachfolgender metallisierung
SU1763434A1 (ru) * 1990-04-04 1992-09-23 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Способ обработки поверхности диэлектриков перед химическим меднением
RU2395135C1 (ru) * 2009-02-16 2010-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Нанометр" Способ очистки поверхности сапфировых подложек
RU2704149C1 (ru) * 2019-05-15 2019-10-24 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар" Способ изготовления плат на основе нитрида алюминия с переходными отверстиями

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3639642A1 (de) * 1985-07-04 1988-05-26 Licentia Gmbh Verfahren zur chemischen behandlung von keramikkoerpern mit nachfolgender metallisierung
SU1763434A1 (ru) * 1990-04-04 1992-09-23 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Способ обработки поверхности диэлектриков перед химическим меднением
RU2395135C1 (ru) * 2009-02-16 2010-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Нанометр" Способ очистки поверхности сапфировых подложек
RU2704149C1 (ru) * 2019-05-15 2019-10-24 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар" Способ изготовления плат на основе нитрида алюминия с переходными отверстиями

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809508C1 (ru) * 2023-05-24 2023-12-12 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт микроэлектронной аппаратуры "Прогресс" (АО "НИИМА "Прогресс") Способ очистки микроволновых диэлектрических подложек, изготовленных из высокочастотных керамических материалов на основе титаната бария, нитрида алюминия или оксида алюминия

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1635224A3 (en) Composition for removing a photoresist residue and polymer residue, and residue removal process using the same
KR20100100841A (ko) 반도체 디바이스용 기판의 세정 방법 및 세정액
CN104946429A (zh) 一种低蚀刻的去除光阻蚀刻残留物的清洗液
RU2723475C1 (ru) Способ подготовки поверхности подложки из алюмонитридной керамики с отверстиями, сформированными лазерной резкой, под тонкоплёночную металлизацию
WO1990012071A1 (en) Composition and method for stripping tin or tin-lead alloy from copper surfaces
JPH10154866A (ja) セラミックス回路基板の製造方法
JP2006316350A (ja) 無電解ニッケルめっき用前処理液および無電解ニッケルめっきの前処理方法
KR101135565B1 (ko) 텅스텐 금속제거액 및 이를 이용한 텅스텐 금속의 제거방법
US6217667B1 (en) Method for cleaning copper surfaces
JP4632038B2 (ja) 銅配線基板製造方法
US6171405B1 (en) Methods of removing contaminants from integrated circuit substrates using cleaning solutions
JP2011166028A (ja) Cof基板の製造方法
KR20010043824A (ko) 반도체 처리장치 부품용 세정액 및 세정방법
CN103809392B (zh) 一种去除光刻胶残留物的清洗液
CN112055759B (zh) 铜箔用蚀刻液和使用其的印刷电路板的制造方法以及电解铜层用蚀刻液和使用其的铜柱的制造方法
JP5643959B2 (ja) 金属−セラミックス接合回路基板の製造方法
RU2724291C1 (ru) Способ подготовки поверхности подложки из алюмонитридной керамики под тонкоплёночную металлизацию
US20050224461A1 (en) Method for metallizing titanate-based ceramics
EP2149148A1 (en) Method for removing etching residues from semiconductor components
KR20050017142A (ko) 린스 용액 및 이를 이용한 반도체 소자 세정 방법
TWI569894B (zh) Pollutant Treatment Method for Sprinkler with Silicon Carbide Coated
JPH10251878A (ja) 塩化銀除去剤
JPH07235750A (ja) 回路基板の製造方法
KR20080018369A (ko) 폴리머 제거용 세정액 및 이를 이용한 폴리머 제거방법
WO2008138881A1 (en) Method for removing etching residues from semiconductor components