Tehnologia de producere a microcircuitele hibride
Tehnologia GIS rutelor de producție de tip film subțire
Setul de etape de proces care constituie procesul de producție al traseului GIS film subțire include pregătirea suprafeței substratului, depunerea filmelor pe un substrat și formarea subțire configurații de elemente de film, instalarea și asamblarea componentelor exterioare, protecție și GIS de etanșare de la influențele externe. Importanța când se creează GIS au operațiuni de control, precum și pregătirea producției: a face un set de măști și reticule, componente de control și materialele sursă GIS.
Aplicarea filmelor pe un GIS substrat format:
a) materialul prin evaporare termică în vid cu condensare vapori ai acestor materiale pe suprafața substratului;
b) prin pulverizare catodică din materialul țintă aplicat atomilor țintă de transfer pe suprafața substratului;
a) depunerea chimică de vapori a filmelor ca rezultat al reacțiilor chimice în fază gazoasă deasupra suprafeței substratului pentru a forma o substanță peliculogen cu depunerea ulterioară pe substrat.
Pentru a forma konfiguratsiyprovodyaschego, rezistive și dielectric straturi folosind diferite metode:
o mască (corespunzătoare materialelor pulverizate pe substrat printr-o mască detașabilă);
fotolitografică (film este depus pe întreaga suprafață a substratului, și apoi gravat cu anumite site-uri);
cu fascicul de electroni (unele zone ale filmului este eliminat pentru un program dat de substrat prin evaporare la o expunere cu fascicul de electroni);
Laser (similar cu electron-ray, numai că în loc de laser cu fascicul de electroni este utilizat).
Metoda cea mai folosită pentru primele două, precum și combinații ale acestora.
Metoda masca. Cea mai simplă metodă de obținere a unei configurații predeterminate este elementele de film masca, în care fiecare strat de acoperire structură peliculă subțire este realizată printr-o matrita speciala. Metoda Când masca este recomandată este o secvență de straturi ce formează GIS: sputtering rezistențe, conductori și tampoane; izolație între straturi; un al doilea strat de trecere conductori; plăcile condensatorului inferior; dielectric; plăcile condensatorului superior; strat protector. Filmul a materialului pulverizat depus pe un substrat de la pozițiile corespunzătoare ferestrelor în model masca. Deoarece materialul de masca detașabil este utilizat Lenoks beriliu bronz de grosime 0,1-0,2 mm, acoperit cu un strat de nichel de aproximativ 10 microni grosime.
Filme Aplicare prin masca amovibil se realizează prin evaporare termică în vid sau pulverizare cu ion-plasmă.
Ca rezultat, masca deformării în timpul decalaj de depunere de film se formează între mască și substrat, ceea ce duce la podpylu. În plus, dimensiunea ferestrelor din masca prin pulverizare repetata redusa. Toate acestea au ca rezultat o precizie mai scăzută a acestei metode, comparativ cu fotolitografie.
În ciuda dezavantajelor metodei masca este cea mai simplă, performanța cea mai avansate tehnologic și de înaltă.
Metoda fotolitografie. Această metodă vă permite să obțineți elementele de configurare de orice complexitate și are o precizie mai mare în comparație cu o mască, dar este mult mai complexă.
Fotorezistent expus este eliminat (solubil), înainte ca filmul materialul rezistiv este gravat departe de zonele care nu sunt protejate de fotorezist. Apoi, pe substrat într-un vid este aplicat filmului solid din aluminiu. După fotolitografie și aluminiu gravarea filmul conductiv rămâne în regiuni ale plăcuțelor de contact și a conductoarelor. În același timp, formată în rezistențe etapa anterioară nu sunt deteriorate. După aplicarea elementelor conductive și peste stratul protector rezistor de sticlă se realizează încă o prelucrare a fotolitografica treia, ca urmare a care sticla este îndepărtat din zonele de mai sus plăcuțele de contact și pe perimetrul plăcii.
Atunci când metoda fotolitografică pentru fabricarea rezistențe și conductori GIS care conțin utilizate două rute de proces. Mai întâi Variantei - pulverizarea rezistive și filme din material conductor; fotolitografie strat conductiv; strat rezistiv fotolitografie; aplicarea unui strat protector. A doua variantă - după primele două operații, la fel ca și în exemplul precedent, efectuat mai întâi straturi conductoare și rezistive fotolitografie și gravare simultan, apoi a doua fotolitografie pentru gravarea stratului conductor în locurile de formare a elementelor rezistive, urmată de aplicarea unui strat protector și fotolitografie pentru deschiderea ferestrelor în ea peste tampoane.
În producția de cipuri de film care cuprind conductoarele și rezistențele (rezistență înaltă și joasă rezistență) două materiale rezistive diferite, se recomandă o secvență de operații: alternativ pulverizare primele filme de înaltă rezistență, apoi materiale rezistive de mică rezistență; sputtering o peliculă de material conductor; fotolitografie strat conductiv; fotolitografie rezistivitate scăzută a stratului rezistivă; strat de înaltă rezistență ohmică fotolitografie; aplicarea unui strat protector.
Metoda combinată. Atunci când alinierea o mască și fotolitografie tehnici pentru circuite integrate cuprinzând rezistențe, condensatori și conductoare utilizate sunt două opțiuni:
1) rezistoare de pulverizare printr-o mască, conductiv rezistive filmului sputtering; fotolitografie strat conductiv; alternativ pulverizare printr-o mască a electrozilor inferiori și plăcile condensator dielectrice superioare; aplicarea unui strat protector;
2) depunerea unei pelicule rezistive și un film conductiv pe o rezistivă; fotolitografie straturilor conductoare și rezistive; fotolitografie strat conductiv; pulverizarea printr-o mască a electrozilor inferiori si plăcile condensatorului dielectrice superioare; aplicarea unui strat protector.
Pentru circuite care conțin condensatori nu, aplică una dintre cele trei opțiuni:
1) depunerea unei măști peste rezistorii și filmul conductor; fotolitografie strat conductiv; aplicarea unui strat protector;
2) depunerea filmului rezistivă; strat rezistiv fotolitografie; pulverizarea prin conductorii masca și tampoane; aplicarea unui strat protector;
3) depunerea filmului rezistiv și plăcuțele de contact și conductorii printr-o mască; strat rezistiv fotolitografie; aplicarea unui strat protector.
tehnologia GIS rute de producție de film gros
După purificarea și recoacere a plăcii și a pus-o pe ambele părți vzhigayut pastă introducer pentru formarea tampoane conductor și electrozii inferiori ai condensatori și apoi formează dielectric pentru condensatori și intersecții conductoare. Filmul electrod superior și pânze realizate dintr-o pastă. Ultimele rezistențe formă având o lipire temperatură foarte scăzută. După servire tampoane produc rezistori bordurate cu laser. operații finale de asamblare: setarea pins, asamblarea și sigilarea componentelor exterioare prin turnarea cu material plastic, după care tăierea cadru și dezangajare pini.
Depunerile de filme subțiri în vid
Cele mai comune metode de obținere a filmelor subțiri de materiale diferite în vid sunt tehnici de evaporare termică și sputtering.
Prin procesul de evaporare termică se referă evaporare:
a) de la evaporatoare rezistive, inclusiv o evaporare exploziv folosind alimentatoare vibratoare;
b) creuzetelor cu radiații și de încălzire prin inducție de înaltă frecvență;
c) folosind Evaporator cu fascicule de electroni (datorită fasciculului focalizat).
Prin pulverizare catodica procese includ:
a) un catod (sistem de diode);
b) ion-plasmă (sistem triodă);
c) cu ajutorul fasciculului de ioni focalizat;
Avantajele metodei de evaporare termică a materialelor și condensarea lor în vid sunt: realizarea de depuneri de mare viteză a materialelor într-un vid înalt, simplitatea, operațiile de proces petrecuți și disponibilitatea echipamentelor moderne de înaltă performanță.
Principalele avantaje ale împroșcarea metode materiale sunt: posibilitatea de pulverizare aproape toate materialele microelectronică moderne, inclusiv diferiți compuși (nitruri, oxizi etc.) atunci când sunt administrați într-o plasmă de descărcare de gaz reactiv (sputtering reactivă); Înaltă adgoziya produs filme pentru substraturi; uniformitatea grosimii peliculei; curățarea suprafeței substratului prin bombardament cu ioni, atât înainte cât și în timpul depunerii filmului.
termică metoda de depunere în vacuum. Metoda se bazează pe crearea unui flux direcțional de agent de vapori și condensarea lui ulterioară pe suprafața substratului având o temperatură sub temperatura sursei de vapori. Filmul format în timpul condensării atomilor individuali sau moleculelor de agent de vapori. Temperatura procesului de depunere în vid constă în patru etape:
1) formând o pereche de material;
2) mișcarea particulelor de vapori de la sursă la substraturi;
3) condensarea vaporilor pe substraturi;
4) nucleația și film de creștere.
În acest caz, uniformitatea grosimii filmului pe suprafața substratului pentru a fi nesatisfăcătoare. Grosimea filmului este maximă în centrul substratului, adică într-o porțiune situată direct deasupra vaporizatorului și descrește spre periferia substratului. Omogenitatea poate fi îmbunătățită prin creșterea distanței dintre evaporator și substrat, dar scade viteza de depunere. uniformitate ridicată a grosimii filmului pe suprafețe mari solicitate prin aplicarea receptorilor receptoarelor de sistem dinamic formă sferică sau, în raport cu evaporatoare rotative fixe. Uniformitatea grosimii filmului într-un lot mare de substraturi se realizează în instalații cu dispozitive podkolpachnymi oferind o rotație uniformă a substraturilor, fixate pe verticală pentru a forma un cilindru în jurul evaporatorului dispuse de-a lungul axei centrale a cilindrului. De asemenea, utilizate sunt sisteme dinamice, în care Vaporizatorii și suportul sunt dispuse pe exteriorul tamburului. Avantajele sistemelor dinamice sunt: grosime uniformitate ridicată a filmului prin împroșcare, filme de calitate de acoperire pe substraturi care au un profil vertical complex, trepte și caneluri înguste; reducerea distanței dintre vaporizator și substraturile și creșterea în detrimentul vitezei de depunere de film.
Metoda sputtering. sursa de ioni este o plasma cu descărcare luminiscentă sau fără autodescărcare independentă (cu arc sau frecvență înaltă) de gaz inert (argon puritate de obicei ridicată). Există o varietate de procese de tensiune sputtering caracter diferind (DC, AC, frecvență înaltă), metoda de excitație și menținerea descărcării, numărul și proiectarea electrozilor, etc.
Când bombardat de ioni pozitivi de gaz inert din suprafața catodului este expus simultan molecule de gaze reziduale. Aceasta conduce la formarea de pelicule de oxid de pe catod, care reduc drastic rata sputtering (porțiunea de oxid este transferată pe substrat). Pe suprafața substratului cu atomii împroșcare sunt ionii prezenți și activi încărcați negativ de gaze reziduale, care contribuie, de asemenea, la formarea straturilor de oxizi.
Aplicarea peliculelor groase
GIS groasă este realizată prin depunerea succesivă serigrafiere pe un substrat ceramic de compoziție diferită și paste urmată de încălzire, formând astfel o structură monolitică solidă având o grosime a filmului de 10-70 microni.
Materiale funcționale dau proprietățile fizice necesare ale filmelor. În timpul lipirii, aceste particule trebuie să rămână în faza solidă și uniform distribuite în sticlă, în ceea ce privește elementul format.
În funcție de compoziția funcțional conductor distins component, rezistor și pastelor dielectrice.
pastă conductivă conținând pulbere de metale nobile (argint, un amestec de argint-paladiu, aur), care este de 70-80% din greutatea totală a solidelor lipi. Palladium este introdus pentru a reduce coroziunea și migrația, precum și reducerea costurilor de pastă. pasta conductive trebuie să ofere o conductori electrici, cu rezistență redusă la capacitatea lor de a lipit.
Numărul pastelor rezistive de material funcțional este determinat de rezistivitate. Am găsit cea mai mare pastă de utilizare rezistive pe bază de compuși de paladiu și ruteniu. Prima dintre aceste proprietăți sunt determinate de oxid de paladiu rezistență, format în timpul lipirii.
Stabilitatea rezistență mai mare, sensibilitate la vibrații la temperaturi de lipire au rezistențe formate pe dioxid de ruteniu. De aceea, compuși pe bază de pastă rezistivă ruteniu predomină în tehnologia filmului subțire.
Pasta dielectric utilizat pentru fabricarea condensatoarelor.
Aplicarea unei paste făcute la imprimarea cu ecran de instalare forțând pasta prin gaura de stencil plasă.
Este nevoie de kit matrita pentru aplicarea unui film specific pentru o grosime de fabricatie de film GIS: un conductor, unul sau mai multe rezistiv, izolatoare, etc. Fiecare șablon corespunde unei anumite foto-mască.
Elementul principal este o plasă matrita din nailon sau din oțel inoxidabil, cu o dimensiune de 80-240 de celule um. Selectarea dimensiunii celulei este determinată de cerințele grosimii și lățimii elementelor de film. Grila este întinsă la suportul - rama din aluminiu, este fixat și tăiat la margini. Dimensiune cadru ar trebui să ofere o distanță de 25-50 mm de marginile modelului de circuit la marginile stencil. În plasa întinsă cu un strat de emulsie fotosensibilă. este format fotolitografie model dorit. După decapare ferestre formate în stratul de emulsie, expunând grila prin care substratul este presat pasta.
Substratul curățat este amplasat în suportul de imprimare substrat șablonul din ecranul de configurare este plasat pe suport de sus, cu o matrita dorită. Acesta servește o pastă corespunzătoare și cu ajutorul racletă este aplicat substratul său. pasta Racletă umple deschiderile din stencil, deviază de contact cu substratul și presează pasta prin găurile din matrița. Datorită proprietății tixotropic stratului aplicat de pastă nu se întinde pe substrat, păstrând desen, un șablon predeterminat. Materialul și forma piesei de lucru a racletei depinde de calitatea imprimării ecranului. o parte de lucru a racletă sunt realizate din uretan sau poliuretan. In timpul cursei de lucru a racletei trebuie să se potrivească perfect la stencil prin asigurarea constanta a presiunii exercitate asupra pasta, care este obținută datorită titularului racletei.
Pe langa serigrafiere pasta rezistiv poate fi aplicată sub presiune prin intermediul unui distribuitor pneumatic.
asamblare GIS este de a instala componentele substrat montate și conectarea lor electric la filmul provodnikam.V ca componente externe folosind semiconductori neambalate IC și LSI, și diverse radioelectrică.
condensatoare de film ocupă o suprafață mare pe substrat, necesita mai multe cicluri de acoperire și lipire. Complexitatea de fabricație condensatori de strat gros limitează utilizarea lor, atat de groasa-GIS utilizat din ce în ce condensatoare montate. SIG rezistențe de strat gros utilizate în mod obișnuit.
componente semiconductoare discrete sunt GIS groase cu grinzi, sârmă flexibile și rigide concluzii. Componentele de montaj montate pe un substrat produs prin lipire sau cu ajutorul adezivilor conductive.
GIS realizate de film gros stabilit în corp și sigilat. GIS Fiabilitatea, parametrii de stabilitate sunt furnizate în toate etapele de fabricație.