4.5. Фотолитографическое микроструктурирование поверхности кристаллов парателлурита

Получение рельефа требуемой конфигурации в диэлектрических и металлических пленках, нанесенных на поверхность полупроводниковых или диэлектрических подложек, является неотъемлемым процессом технологии изготовления интегральных схем (ИС).

действием различного рода излучений - ультрафиолетового (фотолитография), рентгеновского (рентгенолитография), потока электронов

(электронолитография) и ионов (ионно-лучевая литография) [189]

В микроэлектронике и оптической литографии используются фоторезисты, покрывающие тонкой пленкой поверхность пластины, на которую должно быть нанесено изображение Фоторезистивная пленка экспонируется в УФ свете, после чего в соответствии с рисунков фотошаблона на ней образуются засвеченные и незасвеченные области. При проявлении происходит селективное удаление резиста. Оставшийся рисунок фоторезиста на поверхности пластины используется в качестве маски при проведения травления, металлизации, испарения и т.д.. применяемых в микроэлектронике [190].

Резисты могут быть как негативными, так и позитивными. После воздействия экспонирующего облучения растворимость негативных резистов в проявителе уменьшается, а позитивных увеличивается как показано на рисунке 4.25 [189].

Фоторезисты - это светочувствительные материалы с изменяющейся под действием света растворимостью. Фоторезисты обычно состоят из трех компонентов:

светочувствительных веществ; пленкообразующих веществ;

растворителей.

В негативных ФР под действием света протекает реакция фотоприсоединения (фотополимеризации). При фотополимеризации происходит поперечная сшивка молекул полимера, в результате чего они укрупняются, становятся трехмерными, и их химическая стойкость возрастает.

Рисунок 4.25 - Схемы процесса фотолитографии с негативным (а) и позитивным (б) фоторезистами

Основными параметрами ФР являются светочувствительность, разрешающая способность, химическая стойкость к травителям. Светочувствительность S - это величина, обратная экспозиции, т.е. количеству световой энергии, необходимой для облучения ФР, чтобы перевести его в нерастворимое (критерий - четкость рельефа). Разрешающая способность характеризует способность ФР к созданию рельефа рисунка с минимальными размерами элементов. Разрешающая способность R определяется числом линий равной ширины, разделенных промежутками такой же ширины и умещающихся в одном миллиметре (негативный ФР) или растворимое (позитивный ФР) состояние. Химическая стойкость - это способность слоя ФР защищать поверхность подложки от воздействия травителя. Критерием стойкости является время, в течение которого ФР выдерживает действие травителя до момента появления таких дефектов, как частичное разрушение, отслаивание от подложки, локальное точечное растравливание слоя или 132

подтравливание его на границе с подложкой. Стойкость ФР к химическим воздействиям зависит от типа ФР, его толщины и др. [189,190].

Наряду с задачами исследования микроморфологических изменений структуры поверхности кристаллов, обусловленных в основном влиянием дефектов, в нашей работе рассматривался иной аспект использования химического травления парателлурита, а именно, для создания поверхностных периодических структур заданной геометрии. Применение травления для создания оптических элементов различного назначения не является новым так в работе [191] были исследованы возможности использования процессов анизотропного травления монокристаллического кремния.

фоторезистивного микроструктурирования, широко используемая в современной микроэлектронике.

Для создания поверхностной периодической структуры на кристалле парателлурита в нашей работе был использован сухой пленочный фоторезист ORDYL ALPHA 350. На шлифованную и полированную пластину, вырезанную из монокристалла TeO₂, наносился фоторезист и медная сетка, которые подвергались УФ-облучению. Проявка осуществлялась в растворе Na₂CO₃(карбонат натрия) при контроле полученного результата на металлографическом микроскопе МИМ-8. Затем повторялась процедура УФ-облучения, после которой проводилось травление в 5% растворе KOH (едкое кали). На рисунке 4.26 представлена полученная периодическая структура на TeO₂,

Рисунок 4.26 - Изображение медной сетки (JEOL 6610) (а), периодической структуры на TeO₂(МИМ-8) (б), периодической структуры на TeO₂ (JEOL 6610)

В главе 4 исследована дислокационная структура кристаллов парателлурита [110], [001], описано применение метода фотоупругости для выявления дислокаций в кристаллах парателлурита, проведен кристалломорфологический анализ всех макроскопических граней монокристаллов парателлурита, выявлено секториальное распределение дислокаций в сечениях кристаллов парателлурита. Показана возможность создания микропрофилей на поверхности монокристаллов парателлурита методом фотолитографии.