Технология за производство на хибридни микросхеми

ГИС технологията на производствените маршрути тънкослойни

Наборът от етапи на метода, съставляващи производствения процес на тънък филм GIS маршрут включва подготовка на повърхността на субстрата, нанасяне на филм върху субстрат и образуване на тънък филм елемент конфигурации, Инсталация и монтаж на външни компоненти, защита и запечатване GIS от външни влияния. Значение при създаването на ГИС имат контролни операции, както и подготовка на производството: вземане на набор от маски и решетки, контролни компоненти и ГИС източници материали.

Прилагането на филми на субстрат направи ГИС:

а) материал чрез термично изпаряване във вакуум кондензиране на парите на тези материали върху повърхността на субстрат;

б) разпръснати от целевия материал се прилага към целеви трансфер атоми на повърхността на субстрата;

а) химическо отлагане на пари на филми като резултат на химични реакции в газова фаза над повърхността на субстрата за образуване на филм-образуващ вещество с последващо нанасяне върху субстрата.

За да се образуват konfiguratsiyprovodyaschego, съпротивителни и диелектрични слоеве се използват различни методи:

маска (съответстващи на материали напръскват върху субстрата чрез сменяем маска);

фотолитографски (филм се нанася върху цялата повърхност на субстрата, и след това се ецва с определени сайтове);

електронен лъч (някои области на филма се отстранява за дадена програма от субстрата чрез изпаряване при излагане електронен лъч);

Лазерно (подобно електронно-лъчева, само че вместо лазер електронен лъч се използва).

Най-широко използваният метод за първите две, както и комбинации от тях.

Методът на маска. Най-простият метод за получаване на предварително определена конфигурация е филм елементи маска, където всяка покривен слой тънък филм структура се осъществява чрез специален шаблон. Когато се препоръчва маската метод е последователност от слоеве, които GIS: разпрашване резистори, проводници и подложки; междинен слой изолация; втори слой за преминаване на проводници; долните кондензатор плочи; диелектрик; горните кондензатор плочи; защитен слой. Филмът на разпръснати материал се отлага върху субстрата в позиции, съответстващи на прозорци в модела на маска. Като подвижен маска материал се използва lenoks берилий бронз с дебелина 0,1-0,2 mm, покрита със слой от никел с дебелина около 10 микрона.

филми приложението чрез сменяем маска се извършва чрез термично изпаряване под вакуум или йонна плазма разпрашаване.

В резултат на това изкривяване маска през филм празнина отлагане се образува между маската и субстрата, което води до podpylu. В допълнение, размерът на прозорците в маската чрез многократно пръскане намалена. Всичко това води до по-ниска точност на този метод спрямо фотолитография.

Въпреки недостатъците на метода на маска е най-лесният, най-технологично напреднали и висока производителност.

метод фотолитография. Този метод позволява да получите конфигурационните елементи на всяка сложно и има по-голяма точност в сравнение с маска, но тя е по-сложна.

Откритата фоторезист се отстранява (разтворим) преди съпротивителен материал филм се ецва от областите, които не са защитени от фоторезист. След това, върху субстрата във вакуум се прилага към твърдата алуминиевото фолио. След фотолитография и алуминий офорт проводящия филм остава в региони на контактните подложки и проводниците. В същото време, образувана в предишната стъпка резистори не са повредени. След прилагане на електропроводими елементи и през резистор защитен слой от стъкло се извършва по една трета обработка фотолитографски, в резултат на което стъклото се отстранява от зоните над контактните подложки и по периметъра на дъската.

Когато фотолитографски метод за производство GIS съдържащ резистори и проводници използват два процеса маршрути. Първо изпълнение - пръскане резистивен и проводим материал филми; фотолитография проводящ слой; фотолитография съпротивителен слой; прилагане на защитен слой. Вторият вариант - след първите две операции, същите, както в предишното изпълнение, първият извършва фотолитографски и ецване едновременно проводими и съпротивителни слоеве, тогава вторият фотолитография за ецване проводимия слой в местата на образуване на съпротивителни елементи, последвано от прилагане на защитен слой и фотолитография за отварящи се прозорци в нея над подложки.

При производството на филм чипове съдържащи проводниците и резистори на две различни (висока устойчивост и ниско съпротивление) съпротивителни материали, се препоръчва последователност от операции: последователно пръскане първите филми с висока устойчивост, тогава ниско съпротивление съпротивителни материали; разпрашване проводим материал филм; фотолитография проводящ слой; фотолитография ниско съпротивление на съпротивителен слой; фотолитография високо омично съпротивление слой; прилагане на защитен слой.

Комбиниран метод. Когато подравняване маска и фотолитографски техники за интегрални схеми, съдържащи съпротивления, кондензатори и проводници, използвани два варианта:

1) резистори пръскане чрез маска, проводимия разпрашаване филм резистивен; фотолитография проводящ слой; последователно пръскане чрез маска на долните електроди, и горните диелектрични кондензатор плочи; прилагане на защитен слой;

2) депозиране резистивен филм и проводим филм върху резистивен; фотолитография на проводящи и съпротивителни слоеве; фотолитография проводящ слой; пръскане чрез маска на долните електроди, и горните диелектрични кондензатор плочи; прилагане на защитен слой.

За схеми, съдържащи кондензатори не, прилага една от следните три възможности:

1) нанасяне на маска през резистори и проводим филм; фотолитография проводящ слой; прилагане на защитен слой;

2) нанасяне на резистивен филм; фотолитография съпротивителен слой; пръскане чрез проводници маска и подложки; прилагане на защитен слой;

3) нанасяне на резистивен филма, и контактните подложки и проводниците чрез маска; фотолитография съпротивителен слой; прилагане на защитен слой.

ГИС технологии за производство на дебел филм маршрути

След пречистване и отгряване на борда и я поставете от двете страни vzhigayut интродюсер паста за формиране на проводника накладки и след това по-ниските електроди на кондензатори, а след това под формата на диелектрика за кондензатори и проводници кръстовища. горния електрод филма и ребра, направени от един паста. последните форма резистори имат много ниска температура на запояване. След изтърпяване на подложки произвеждат лазерни подрязана резистори. Крайните операциите по сглобяване: определяне на щифтове, монтаж и запечатване на външни компоненти чрез формоване използване пластмасов материал, при което рязане конструкция и разединяващи щифтове.

Отлагане на тънки слоеве във вакуум

Най-разпространените методи за получаване на тънки слоеве от различни материали във вакуум техники на термично изпаряване и разпрашване.

Чрез процеси термично изпарение отнася изпаряване:

а) от съпротивителни изпарители, включително експлозивна изпаряване използване вибрационни хранилки;

б) от тигели с радиация и високочестотен индукционно нагряване;

в) използване на електронно-лъчева изпарители (поради фокусирания лъч).

Чрез разпрашване процеси включват:

а) катод (диод система);

б) йон-плазма (триодно система);

в) използване на фокусиран йонен сноп;

Предимства на метода за термично изпарение на материали и тяхното кондензиране във вакуум са: реализиране на висока скорост на отлагане на материали във висок вакуум, простотата, операциите прекарани процеса и наличието на модерно оборудване с висока производителност.

Основните предимства на разпрашване материали методи са: възможност за пръскане почти всички модерни микроелектрониката материали, включително различни съединения (нитриди, оксиди, и т.н.), когато се прилагат в плазмата на реактивен газ (реактивна разпрашване) разреждане; Висока adgoziya произведени филми на субстрати; еднаквост на дебелината на слоя; почистване на повърхността на субстрата с йон бомбардиране, както преди, така и по време на филм отлагане.

метод термично вакуумно отлагане. Методът се основава на създаване на поток на пара агент и нейното последващо кондензиране на повърхността на субстрата с температура под температурата на източника на пара. Филмът, образувана по време на кондензацията на отделните атоми или молекули на пара агент. Термично процес вакуумно отлагане се състои от четири стъпки:

1) образуване на двойка материал;

2) движение на частици парата от източника на субстрати;

3) кондензация на парата върху субстратите;

4) образуване на активни центрове и филм растеж.

В този случай еднородността на дебелината на слоя на зоната на субстрат за незадоволително. дебелината на филма е максимална в центъра на субстрата, т.е. в порция намира директно над изпарителя и намалява към периферията на основата. Еднородност може да бъде подобрено чрез увеличаване на разстоянието между изпарителя и субстрата, но намалява скоростта на нанасяне. Висока еднородност на дебелина на филма върху големи повърхности търсят чрез прилагане рецептори сферична форма или динамични системи приемници, въртящи се по отношение на фиксираните изпарителите. Еднородността на дебелината на филма в голяма партида субстрати се постига в инсталации с podkolpachnymi устройства, осигуряващи равномерно въртене на субстратите, фиксирани вертикално, за да се образува цилиндър около изпарителите, разположени по протежение на централната ос на цилиндъра. Използват се също са динамични системи, в които изпарители и субстратът са разположени от външната страна на барабана. Предимства на динамични системи са: висока дебелина еднаквост на разпръснати филма, качество покритие филми на субстрати с комплекс вертикален профил, стъпки и тесни канали; намаляване на разстоянието между изпарителя и субстратите и увеличаване на сметка на скоростта на отлагане филм.

разпрашаване метод. Ion източник е независим тлеещ разряд плазма или не-саморазряд (дъга или висока честота) на инертен газ (аргон обикновено висока чистота). Има различни методи за разпрашаване напрежение различаващи характер (DC, AC, висока честота), метода на възбуждане и поддържа изпълнението, броят и дизайн на електродите и т.н.

Когато бомбардирани от положителни йони на инертен газ на повърхността на катода е едновременно изложени на молекули на остатъчните газове. Това води до образуването на оксиди на филми на катода, които рязко намаляване на скоростта (разпрашаване оксид част се прехвърля към субстрата). На повърхността на субстрата с разпръснати атоми присъстват и активни отрицателно заредени йони на остатъчни газове, които също така допринасят за образуването на окисни филми.

Прилагане на дебели филми

Thick GIS се извършва чрез ситопечат последователно отлагане върху керамична подложка от различен състав и пасти, последвано от нагряване, при което се образува твърд монолитна структура, имаща дебелина на филма 10-70 микрона.

Функционални материали дават необходимите физичните свойства на филмите. По време на спояване, тези частици да остават в твърда фаза и равномерно разпределени в стъклото по отношение на образуваната елемент.

В зависимост от състава на функционален компонент отличава проводник, резистор и диелектрични пасти.

Проводими паста, съдържаща прах от благородни метали (сребро, смес от сребро-паладий, злато), която е 70-80% от общото тегло на твърдите вещества паста. Паладий е въведен с цел намаляване на корозия и миграция, както и намаляване на разходите на паста. Проводими паста трябва да предоставят ниска проводници електрическото съпротивление, способността им да запояване.

Броят на съпротивителни пастите от функционален материал се определя от съпротивление. Открихме голямото използване резистивен паста базата на паладий и рутений съединения. Първият от тези свойства се определят чрез резистор паладиев окис, образуван по време на спояване.

По-висока стабилност резистентност, чувствителност на вибрации при температури спояване са резистори оформени на рутениев диоксид. Следователно, резистивен паста рутений базирани съединения са преобладаващи в технологията плътен филм.

диелектрик паста се използва за производство на кондензатори.

Прилагане на паста направена при отпечатването на инсталационния екран принуждавайки пастата през отвора на шаблона на окото.

Тя изисква шаблон комплект за прилагане на специфичен филм за дебел филм производство GIS: проводник, един или повече съпротивителни, изолационни и т.н. Всеки шаблон съответства на определен photomask.

Основният елемент е шаблон мрежа от найлон или от неръждаема стомана с размер от 80-240 цт клетка. Избор на размера на клетката се определя от изискванията на дебелината и ширината на филмови елементи. Решетката е опъната на притежателя - алуминиева рамка, се затяга и отрязани по краищата. размер рамка трябва да осигури на разстояние 25-50 mm от ръбовете на модела на схема за краищата на шаблона. В разтегнато окото със слой от фоточувствителен емулсия. фотолитография желан модел се образува. След офорт прозорци, оформени в емулсия слой, излагане на мрежата, през който субстратът е натиснат паста.

Почистената субстрат е разположен в екран за настройка печат шаблон на притежателя субстрат се поставя на върха титуляр с желания шаблон. Тя служи съответен паста и се използва острие лекар се прилага към неговия субстрат. Гумен паста запълва отворите на шаблона, тя отклонява да се свържат със субстрата и притиска паста през отворите на шаблона. Поради тиксотропен собственост на нанесения слой на паста не се разпространява върху подложката, поддържане на чертежа, предварително определен шаблон. Материалът и формата на работната част на чистачка зависи от качеството на ситопечат. Работна част остъргващият са изработени от уретан или полиуретан. По време на работното ход на чистачка трябва да прилепва плътно към шаблона чрез осигуряване на постоянство на натиска, упражняван върху пастата, което се постига благодарение на гумен притежателя на.

Освен ситопечат резистивен паста може да се прилага под налягане с помощта на пневматичен разпределител.

ГИС събрание е да инсталирате на субстрата монтирани компоненти и тяхната електрическа връзката с филм provodnikam.V външни компоненти, който използва непакетирани полупроводникови IC и LSI, както и различни електрически радио.

Филмови кондензатори заемат голяма площ върху субстрата, изискват многократни покрития и спояване цикли. Сложността на производството с плътно покритие кондензатори ограничи тяхното използване, толкова гъст-ГИС все повече се използват монтирани кондензатори. GIS дебел филм резистори обикновено се използват.

Дискретни компоненти полупроводникови са дебели греди GIS, гъвкав проводник и твърди заключения. Монтаж на компоненти, монтирани върху подложка, произведена чрез запояване или чрез използване на проводими лепила.

GIS направени от дебел филм, определени в тялото и запечатани. Надеждност ГИС, нейните параметри за стабилност се осигуряват на всички етапи на производството.