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Che cos’è un processo fotolitografico?

Iniziamo oggi una serie di interventi dedicati ad approfondire una delle tecniche più importanti utilizzate nei processi realizzativi di componenti elettronici discreti e di circuiti integrati. Con cadenza settimanale verrano realizzati interventi successivi per approfondire l'argomento.

I circuiti integrati
vengono realizzati, sia nelle loro componenti attive, sia in quelle passive, mediante la
formazione di piste e contatti metallici all’interno di aree opportunamente definite.

Gli stessi processi
di definizione vengono inoltre impiegati per delimitare le regioni drogate e quindi ad
alta conducibilità, rispetto al substrato circostante, che deve presentare un’alta
resistività, in modo da assicurare un buon isolamento tra i diversi componenti.

Per realizzare tale
definizione si ricorre all’impiego di sostanze (fotoresist) che hanno la proprietà
di modificare il loro comportamento chimico se esposte alla luce; in particolare, nel caso
di resist positivi l’esposizione a lunghezze d’onda adatte rende la resina
solubile in soluzioni basiche, mentre nel caso di resist negativi lo stesso processo
riduce la solubilità. In tal modo, utilizzando opportune maschere in cui sono presenti
zone trasparenti e zone opache, è possibile, mediante la proiezione di luce, produrre le
geometrie necessarie per la formazione dei componenti.

Per realizzare gli
strati metallici possono essere impiegati due distinti approcci tecnologici:

1.     Nella tecnologia sviluppata per i componenti su
silicio, i wafer vengono completamente ricoperti con strati metallici, deposti o mediante
sputtering o per evaporazione, e successivamente si procede alla definizione delle aree
metalliche, opportunamente protette con resist, mediante erosione chimico-fisica del
materiale eccedente.

2.     Nella tecnologia sviluppata per i componenti su
arseniuro di gallio, i wafer vengono ricoperti con resist su cui vengono aperte delle
finestre che definiscono le aree su cui devono aderire i metalli. Successivamente, si
procede alla deposizione degli strati metallici, mediante sputtering o per evaporazione,
che in questo caso aderiranno sia sul resist sia sul substrato. Un processo di soluzione
del resist in opportuni solventi, consentirà di rimuovere tutto il metallo superfluo,
mantenendo quello che ha aderito sulla superficie del campione. Tale processo viene
indicato con il nome di “Lift Off”.

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