2.3.7 Анодирование

Анодирование представляет собой разновидность процесса термического окисления, осуществляемого в электрическом поле [152]. Анод, изготовленный из металла, на который должно быть нанесено покрытие, погружают в кислородсодержащий электролит, в качестве которого может применяться водный или безводный солевой раствор, а также расплав соли. Осаждение можно проводить при постоянном напряжении [153] или постоянном токе. В первом случае при погружении металла на продолжительное время в электролитическую ванну получают пленки воспроизводимой толщины, которая зависит от приложенного напряжения. Величину, равную отношению толщины пленки к приложенному напряжению, называют константой роста анодной пленки. В табл. 2.11 представлены константы роста анодной пленки для различных металлов. Недостаток процесса анодирования, осуществляемого при постоянном напряжении, состоит в том, что на начальных стадиях роста пленки необходимо обеспечить токи очень высокой плотности.

(см. скан)

Подобной проблемы не возникает при проведении анодирования в режиме постоянного тока, когда толщина получаемой пленки прямо пропорциональна продолжительности процесса. Однако при увеличении толщины оксидной пленки падение напряжения на ней неизбежно возрастает. Предельные значения напряжения и, следовательно, толщины пленки достигаются к моменту ее пробоя. Предельная толщина пленок для различных металлов приведена в табл. 2.11.

Возможность получения сплошных пленок зависит от рН электролита. При очень высокой или очень низкой кислотности ванны пленки будут растворяться в процессе роста, что приведет к образованию пористой структуры [154]. При оптимальном значении рН сплошные анодные оксидные пленки могут быть получены на различных металлах, включая Конечная толщина пленки определяется видом металла, приложенным напряжением, температурой ванны и временем, в течение которого металл находится в электролите. Конечная толщина пленки, выращиваемой в режиме постоянного тока, зависит, в частности, от степени чистоты подложки и электролита, поскольку наличие примесей вызывает пробой пленки при более низком напряжении.

В настоящее время установлено, что при анодировании ионы металла и кислорода обладают приблизительно одинаковой подвижностью. Что касается анодирования то рост анодной пленки обусловлен переносом ионов кислорода [155].

При анодировании образуются сплошные оксидные пленки аморфной структуры, повторяющие рельеф поверхности подложки.

Анодирование полупроводников играет важную роль в производстве приборов и применяется для очерчивания границ структуры и областей расположения -переходов, пассивации поверхности полупроводниковых приборов и создания оксидных пленок для приборов со структурой металл — оксид — полупроводник. Анодирование [157, 158] проводят для получения оксидов этих веществ. При анодировании в сульфидной ванне получают поликристаллические пленки соответственно Процесс анодирования можно осуществлять как при постоянном напряжении, так и при постоянном токе.

В табл. 2.11 приведены составы электролитов и параметры процесса анодирования различных металлов.