Электролит для анодирования алюминия

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБтаЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцмаписткческмх

Рес ублмк

< 1876802 (6I ) Лополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.10.79 (21) 2842671/22-02 с присоединением заявки М(23) Приоритет

Опубликовано 30.10.81. Бюллетень Юв40 (51)М. Кл.

С 25D11/08 (53) УДК 621. .357.8 (088.8) 9кударствахньй кемнтет

СССР до делам ваабретенкй н открытий дата опубликования описания 02.11.81

Ю. С. Гусар и К. А. Курбатова (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ АНОДИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к электролитическому получению оксицных покрытий, (аноцирование) на алюминиевой фольге (тонкая пленка алюминия), используемой в произвоцстве микросхем. .Известен электролит цля аноцирования

5 алюминия, содержащий 20%-ную серную кислоту с добавкой моноэтаноламина (150г/л) С13.

Однако известный электролит прецназ 0 начен цля. аноцирования металлических изделий с получением толстых оксицных Ътокрытий и не может быть использован цля аноцирования тонких пленок алюминия, применяемых в микроэлектронике аля полу-, чения структур: поцложка-провоцник-диэлектрик-провоцник..Анодирование при создании таких структур провоцят с использованием фоторезистивной-маски, которая должна нацежно защищать контактные перехоцы и площадки от окисления. Кроме того, известный электролит на основе серной кислоты достаточно:агрессивен и маска из фоторезиста в нем выдерживает, напряжение формирования окисла не более

40 В.Таким образом, о качестве окисной пленки (ее электрических характеристи-. ках) можно судить уже по напряжению формирования, поскольку улучшение циэлектрических свойств окисной пленки нахоцится в зависимости, пропорциональной увеличению формуюшего напряжения. Кроме того, в электролитах на основе серной кислоты существенным нецостатком является ступенька на границе металл контактной площадки-оксиц, которая также привоцит к отслаиванию фоторезиста как и увеличение формуюшего напряжения.

Наиболее близким к прецлагаемому является электролит аля аноаирования тонких ппенок алюминия, соаержаший ортофосфорную кислоту и воцу (2). Оцнако цанный электролит нецостаточно эффективен — оксианые пленки формируются при напряжении 52,5 D. В этом режиме пленки.на 1 мкм аноаируются за

20-30 мин, а участки буауших, контактов защищаются фоторезистом без угрозы

87680

Моноэтаноламин

1,5

93,5

75

100

100

15

20 его разрушения. Поскольку ци:.итектрические свойства пленок накоцятся в прямой зависимости от напряжения формовки, то повышение напряжения при аноцировании алюминия привоцит к повышению качества окисных пленок, но повышение напряжения формовки в электролите известного состава приводит к тому, что участки буаущих контактов, защищенные фоторезистом, разрушаются.;. 1О

Цри этом сопротивление изоляции составляет 10-10 Ом, а электрическая прочность изоляции — 35 В.

Urnü изобретения — повышение электрических свойств оксицных пленок и ин- 1 тенсификация процесса.

Указанная цель цостигается тем, что электролит, соцержащий ортофосфорную кислоту и воцу, дополнительно соцержит моноэтаноламин при слецующем соотношении компонентов, об.%:

Ортофосфорная кислота 3-7

Моноэтаноламин 1 2

Вода Остальное

Электролит готовят растворением компонентов в. воде. Процесс аноцирования рекомендуется проводить в потенциостатическом режиме при напряжении формовки 100 В и анодной плотности тока 46 мА/см .

Выбор цанного электролита цля аноцирования тонких пленок. алюминия обусловлен тем, что в известном электролите при

Ортофосфорная кислота (уц. вес.=

=1,86 г(см ) Вода

Аноцная плотность тока, мА/см

Формирующее напряжение, В i

Скорость развертки напряжения, В/с

Скорость аноцирования на толщину

1 мкм, мин

Технико-экономический эффект при использовании преплагаемого электролита в ss произвоцстве заключается в том,что данный электролит улучшает циэлектрические характеристики окисных пленок, тем самым

2 4 напряжении формовки 100 В проискоцит отслаивание фоторезиста, защйщающего контактные площацки и поц него проника-. ет электролит. При этом контактная площацка теряет зацанные размеры, конфигурацию и электрические свойства, что привоцит к браку.

Введение в электролит на основе ортофосфорной кислоты аминопроизвоцной оцноатомных спиртов исключает этот цефект и в связи с этим цает воэможность увеличить напряжение формовки цо 100 В

При этом барьерный слой в пористом оксице, ответственный за циэлектрические свойства окисной пленки, так как имеет высокое сопротивление ионному току, увеличивается пропорционально напряжению формовки.

Эксперимент показывает, что скорость роста окисной пленки в присутствии цобавки увеличивается в 2 раза по сравнению с аноцированием в электролите известного состава.

На основании микроскопических исспецований установлено, что в предлагаемом электролите образуются ровные мелкозернистые пленки с меньшим.размером окисных ячеек и более плотной их упаковкой, при этом сопротивление изоляции составляет 10 -10 Ом, а прочность изоо ляции 50 В.

В таблице представлены примеры прецлагаемого электролита. повышается качество тонкопленочных коммутационных многоуровневых плат на основе алюминия и его оксидов. Применение прецлагаемого электролита сокращает тех нологический цикл за счет уменьшения

5 876802 6 времени аноаирования ориентировочно i- он цополнительно соцержит моноэтанола,2 реза и увеличивает процент выхода гоц- мин при слецуюшем соотношении компоненных, что в процессе его использования тов, обЛ: позволяет получить экономию, которая со- Ортофосфорная кислота 3-7 ставляет около 10 тыс руб.. на гоцовую s Моноэтаноламин 1-2 программу. Воца Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Формула изобретения 1. Пименова К. Н. и цр. О влиянии моноэталонамина на процесс аноцирования

Электролит цля аноцирования алюминия, сплавов алюминия. Журнал приклацной соцержаший ортофосфорную кислоту и воцу, химии, 1975, т. 13, Ж 9, с. 1971о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с це- 1974. лью повышения электрических свойств ок- 2. Патент США.% 3723258, сицных пленок и интенсификации процесса, кл. 204-15, опублик. 1973.

Составитель В. Бобок

Рецактор М. Ткач Texpeg А. Ач .- Корректор Г. Огар

Заказ 9525/37 Тираж 707 Поцписное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по целим изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгороц, ул. Проектная, 4: