СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДЛОЖЕК Советский патент 1996 года по МПК H01J9/02 

Изобретение относится к электронной технике, преимущественно к микроэлектронике, и может быть использовано при изготовлении интегральных структур вакуумных интегральных схем и микросхем.

Известен способ получения объемных многоэлектродных структур для электровакуумных приборов, включающий процессы получения диэлектрических подложек и электродных структур на них.

Этот способ позволяет получать объемные анодно-сеточные узлы на одной диэлектрической подложке. С этой целью специальным многопуансонным инструментом при наложении ультразвуковых колебаний на алюминиевой пластине формуют микрорельеф контура будущего анодно-сеточного узла, анодируют пластину и в углублениях подложки формируют электродную структуру, например, методом напыления в вакууме.

При формировании электродной структуры на подложке, полученной таким способом, не исключена возможность запыления вертикальных стенок углублений, что ведет к снижению величины резистивной развязки между сеткой и анодом. Кроме того, применение многопуансонного инструмента не позволяет осуществлять точную регулировку расстояния между площадками подложки, на которых размещаются пленочные сетки и аноды будущих анодно-сеточных узлов, а также расстояния катод-сетка, что важно для получения стабильных параметров сверхминиатюрных электровакуумных приборов интегральных схем.

Известен также способ получения диэлектрических подложек из алюминиевых пластин для вакуумных интегральных схем, включающий операцию нанесения защитной пленки, электрохимического анодирования пластины, локального травления алюминия в местах углублений, который обеспечивает получение подложек с углублениями, расширяющимися к основанию, что исключает возможность запыления боковых стенок углублений при напылении сеток и анодов или в процессе работы приборов.

Указанным способом невозможно получить консольные навесы внутри углублений подложки, на которых размещаются сеточные электроды и расстояние от которых до поверхности подложки обеспечило бы требуемое расстояние катод-сетка без применения специальных средств.

Цель изобретения создание способа получения консольных навесов в углублениях подложки и обеспечение возможности регулирования местоположения консолей по высоте внутри углублений непосредственно в процессе образования подложки.

Поставленная цель достигается тем, что на одной из поверхностей алюминиевой пластины с мягким анодированным слоем вначале анодируют места консольных навесов, затем покрывают эти места защитной пленкой и анодируют остальную часть пластины до тех пор, пока не будет достигнуто требуемое возвышение уровня поверхности образовавшейся окиси алюминия над уровнем навесов.

Образование при анодировании возвышения уровня оксида алюминия над уровнем навесов объясняется тем, что объем анодной окиси алюминия в 1,3 раза больше объема прореагировавшего алюминия. Таким образом, в процессе получения навесов в углублениях их местоположение подчиняется расчету и осуществляется с высокой точностью (порядка 1 мкм). В дальнейшем консольные навесы используются для размещения на них пленочных сеток, а местоположение навесов в углублениях соответствует расстоянию катод-сетка и сетка-анод будущего вакуумного микроприбора.

На фиг.1-7 представлена схема предложенного способа.

По предлагаемому способу одну из поверхностей алюминиевой пластины 1 с мягким анодированным слоем 2 толщиной не более 1 мкм методом фотолитографии экранируют фоторезистором 3, за исключением участков 4 под будущие консольные навесы, причем обратную поверхность алюминиевой пластины также экранируют фоторезистом. Незащищенные фоторезистом участки 4 анодируют в щавелево-кислом электролите до требуемой толщины навесов 5 (фиг.2), например 15-20 мкм. Снимают слой фоторезиста 3 (фиг.1), вновь экранируют фоторезистом 3 (фиг. 3) места будущих углублений и контуров и обратную сторону пластины, проводят анодирование незащищенных фоторезистом участков 6 (фиг.3) до тех пор, пока не достигнут требуемого возвышения уровня поверхности образовавшейся окиси алюминия 7 над уровнем навесов 5 (фиг.4). Затем снимают слой фоторезиста в местах будущих углублений и контуров, стравливают мягкий анодированный слой 2 (фиг.4) и проводят одновременное вытравливание и полирование алюминия через щели, образованные консольными навесами (фиг.4) в местах будущих углублений 8 (фиг.5) и контуров 9 на заданную глубину. Затем проводят окончательное анодирование до требуемой толщины подложки 10 (фиг.6), стравливают оставшийся алюминий 1 и разделяют, например, скрайбированием по линии контуров диэлектрический блок на отдельные подложки (фиг.7). Использование предлагаемого способа получения диэлектрических подложек для вакуумных интегральных схем обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества:
дает возможность получать консольные навесы в углублениях подложки в точно заданном месте, что обеспечивает межэлектродные расстояния как между катодом и сеткой, так и между сеткой и анодом будущих микроприборов вакуумных интегральных схем;
позволяет регулировать (изменять) местоположение консольных навесов в углублениях с высокой точностью порядка одного мкм, что дает возможность разрабатывать микроприборы для вакуумных интегральных схем с широким диапазоном параметров;
упрощает построение вакуумных микроприборов и вакуумных интегральных схем.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДЛОЖЕК из алюминиевых пластин для вакуумных интегральных схем, включающий операции нанесения защитной пленки, электрохимического анодирования пластины, локального травления алюминия в местах углублений, отличающийся тем, что, с целью получения консольных навесов в углублениях подложки и обеспечения возможности регулирования местоположения консолей по высоте внутри углублений, пластину вначале анодируют в местах консольных навесов, затем покрывают эти места защитной пленкой и анодируют остальную часть пластины до тех пор, пока не будет достигнуто требуемое возвышение уровня поверхности окиси алюминия над уровнем навесов.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДЛОЖЕК из алюминиевых пластин для вакуумных интегральных схем, включающий операции нанесения защитной пленки, электрохимического анодирования пластины, локального травления алюминия в местах углублений, отличающийся тем, что, с целью получения консольных навесов в углублениях подложки и обеспечения возможности регулирования местоположения консолей по высоте внутри углублений, пластину вначале анодируют в местах консольных навесов, затем покрывают эти места защитной пленкой и анодируют остальную часть пластины до тех пор, пока не будет достигнуто требуемое возвышение уровня поверхности окиси алюминия над уровнем навесов.