PRECISION ETCHING OF ALUMINUM CONDUCTORS IN THE TECHNOLOGY OF SWITCHING DEVICES OF MICROSYSTEMS TECHNOLOGY

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Experimentally obtained precision technology of forming a controlled profile of aluminum conductive paths with a specified resistance is presented. The technology is based on anisotropic plasma-chemical etching of aluminum in the gas mixture BCl3 – Cl2 with subsequent precision adjustment of path resistance by the “dry” plasma-chemical method. It is shown that in order to ensure the highest quality plasma chemical etching of aluminum with minimal under etching under the photoresist mask, with minimal inclination of the aluminum conductive path profile and absence of defectiveness of the etching pattern and stratified areas, it is necessary to use a multistage iterative technological process with technological operations of surface preparation before etching and operations of polymer and photoresist removal after etching.

About the authors

P. I. Didyk

LLC “Scientific and Production Enterprise “UVN”

Author for correspondence.
Email: Felix_engine@mail.ru
Moscow, Russia

A. A. Zhukov

FGBOU “Moscow Aviation Institute (National Research University)”

Email: zhukovаа@mai.ru
Moscow, Russia

References

  1. Nakazawa A.M., Verdonck P. Plasma etching of aluminium using BCl3–Cl2 mixtures. LSI-PEE-EPUSP, Av. Prof. Luciano Gualberto trav 3, 158, 05508-900 São Paulo, SP.
  2. Hess D.W. Plasma etching of aluminium. Solid State Technology, vol. 34, № 4, pp. 189–194, 1981.
  3. Riley P.E. Plasma etching of aluminium metallizations for ultralarge scale integrated circuits. Journal of the Electrochemical Society, vol. 140, pp. 1518–1522, 1993.
  4. Lutze J.W., Perera A.H., Krusius J.P. Anisotropic reactive ion etching of aluminium using Cl2, BCl3 and CH4 gases. Journal of the Electrochemical Society, vol. 137, № 1, pp. 249–252, 1990.
  5. Lehmann H.W., Widmer R. Reactive sputter etching of Al in BCl3. Microelectronic Engineering, № 1, pp. 3–27, 1983.
  6. Hess D.W., and Bruce R.H. in “Dry Etching for Micro- electronics,” R.A. Powell, Editor, pp. 1–38, North-Hol- land Physics Publishing, Amsterdam, 1984.
  7. Danner D.A., Dalvie M., and Hess D.W. J. Electrochem. Soc. 134, 669 (1987).
  8. Hess D.W. Plasma Etch Chemistry of Al and Al Alloy Films. Plasma Chemistry and Plasma Processing 1982, 2 (2), 141–155.
  9. Donnelly V.M., Kornblit A. Plasma etching: Yesterday, today, and tomorrow. Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films 2013, 31 (5).
  10. Bruce R.H., Malafsky G.P. High Rate Anisotropic Aluminum Etching Journal of Vacuum Science & Technology 1983, 130 (6), 1369–1373.
  11. Frank W.E. Approaches for patterning of aluminum. Microelectronic Engineering 1997, 33, 85–100.
  12. Yamanaka M. Dry Etching Method for Aluminum Alloy Etching Gas Therefor. 5, 837, 616, 1998.
  13. Pivovarenok S.A., Dunayev A.V., Efremov A.M., Svettsov V.I. Dry etching of aluminum in chlorine. Chemistry and Chemical Technology, 2008, vol. 51, issue 11, p. 17–21.
  14. Levinstein H.J., and WangD.N. US patent 4,256,534 (17 Mar. 1981).
  15. Shuichi Saito, Kazuyuki Sugita and Junichi Tonotani. Effect of CHF3 Addition on Reactive Ion Etching of Aluminum Using Inductively Coupled Plasma. Japanese Journal of Applied Physics, Volume 44, Number 5R, 2005. https://doi.org/10.1143/JJAP.44.2971
  16. Pavel Ionov. Hydrocarbon gases for anisotropic etching of metal-containing layers. US Patent 6,010,966 (Aug 7, 1998).
  17. Czuprynski P., Joubert O., Vallier L., Puttock M., and Heitzmann M. J. Vac. Sci. Technol. B 16, 147 (1998). https://doi.org/10.1116/1.589770
  18. Uvarov I.V., Marukhin N.V., Shlepakov P.S., Lukichev V.F. Calculation of operating characteristics of MEMS switch with increased capacitance ratio. Microelectronics, 2020, Vol. 49, No. 4, pp. 271–280.
  19. Tsai Z-Y., Shih P-J., Tsai Y-Ch., Dai Ch-L. Manufacturing and Testing of Radio Frequency MEMS Switches Using the Complementary Metal Oxide Semiconductor Process. Sensors 2021, 21, 1396. P. 1–12. https://doi.org/10.3390/s21041396
  20. Garnier P., Vessa T., Larrea A.S., Pernet B., Gomez Y., Barge D., Torres A., Travel B., Hederson C., and Levy D. ECS Transactions, 11 (2), p. 257–264, 2007.
  21. Tiwari C. et. al. Characterization of the Descum Process for Various Silicon Substrates. Abstract #2123, 224th ECS Meeting, 2013 The Electrochemical Societ.
  22. Angela Makie Nakazawa, Patrick Verdonck. Plasma Etching of Aluminium Using BCl3–Cl2 Mixtures. LSI-PEE-EPUSP, Av. Prof. Luciano Gualberto trav 3, 158, 05508–900 São Paulo, SP.
  23. Yunik A.D., Shidlovsky A.G. Using laser interferometry to determine the end time of plasma chemical etching of p-GaN and AlGaN layers of p-GaN/AlGaN/GaN heterostructure with two-dimensional electron gas. BGUIR Papers. 2022;20(7):12–19. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-7-12-19

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».