Титан и хром
механической прочностью и коррозион¬ной стойкостью. Однако, из-за высокого
удельного сопротивления и возможности образования оксидной пленки он
исполь¬зуется в виде систем: Si - Ti – Au ; Si - Ni -Мo - Au и др. Хром
характеризуется хо¬рошей адгезией с кремнием, но при тем¬пературе > 200 °С
взаимодействует с ди¬оксидом кремния.
Платина, титан и молибден служат для создания разделительных (барьерных) слоев.
Наилучшими разделительными свойствами обладает платина. Ее пленка толщиной 0,05
мкм исключает взаимодей¬ствие между большинством металлов, используемых в
качестве контактных и проводящих слоев. Со свойствами мате¬риалов, применяемых в
производстве кон¬тактных систем, можно ознакомиться по литературе [4, 17, 20].
Получение тонких металлических пленок возможно одним из следующих способов:
- физическим осаждением или кон¬денсацией из газовой среды
(термоваку¬умное или катодное распыление);
- химическим осаждением из газовой фазы (пиролиз, реактивное распыление);
- электролитическим или гальвани¬ческим осаждением из растворов солей
металлов (нанесение гальванических покрытий, химическое меднение);
- анодным или термическим окисле¬ние поверхности;
- ионным распылением.
Промышленность выпускает установки для получения тонких пленок тер¬мовакуумным
испарением, принцип которого состоит в том, что осаждаемый мате¬риал нагревом
переводится в парогазовую фазу. Образующийся парогазовый поток распространяется
в вакуумной камере прямолинейно и попадает на подложку, температура которой
ниже, чем пара. Происходят конденсация и образование пленки.
Метод тонкого распыления позволя¬ет получать пленки из проводящих,
ди¬электрических и полупроводниковых ма¬териалов, а также из тугоплавких и
мно¬гокомпонентных. Принцип этого метода основан на бомбардировке мишени из
осаждаемого материала быстрыми части¬цами, например, положительными ионами
аргона. Выбитые из мишени частицы об¬разуют поток материала, который осажда¬ется
на подложках в виде тонких пленок. Подложки располагаются на пути потока на
некотором расстоянии от мишени.
Толщина, электрическое сопро¬тивление и адгезия - основные контро¬лируемые
параметры пленок. Для измере¬ния толщины используют методы микро¬взвешивания,
многолучевой интерферо¬метрии и разности частот кварцевого ре¬зонатора. Качество
адгезии пленки с под¬ложкой обычно проверяется по силе на отрыв пленки от
подложки с помощью напаянного на пленку цилиндра.
Размеры контактных площадок и пленочных проводников назначаются с учетом
ограничений, обусловленных воз¬можностями технологии и накопленным опытом.
Укажем для примера, что минимальное расстояние между пленочными элементами и
контактными площадками 300 мкм при использовании масок, и 50 мкм при
фотолитографии, минимально допустимые размеры контактных площа¬док составляют:
для приварки гибких вы¬водов 200x150 мкм, а для припайки -400x400 мкм.
Для применения в МЭМС-устройствах рассматриваются и другие материалы. Например,
полиамиды - класс органиче¬ских пленок, которые могут конкуриро¬вать с диоксидом
кремния, как изолято¬ром, т.е. это новое поколение диэлектри¬ков с низкой
диэлектрической проницае¬мостью.