Этапы изготовления устройства в виде гибридной ИМС

Создание микросхем начинается с подготовки подложек. Применяют диэлектрические подложки квадратной или прямоугольной формы размерами до 10 см и толщиной 0,5…1 мм. Они должны удовлетворять ряду требований: иметь высокую механическую прочность, хорошую теплопроводность, быть термостойкими, химически инертными к осаждающим веществам, иметь хорошую адгезию к ним.

Для тонкоплёночных ИМС (толщина плёнки 0,1мкм) важна гладкая поверхность и отсутствие газовыделения в вакууме. Необходимо, чтобы диэлектрические потери в подложках высокочастотных и СВЧ - микросхемах были малы, а диэлектрическая проницаемость слабо зависела от температуры. Основным материалом подложек тонкоплёночных микросхем является ситалл - кристаллическая разновидность стекла. Применяются также алюмооксидная керамика - смесь окислов в стекловидной и кристаллической фазах (основные компоненты Al2O3 и SiO2).

Перед нанесением тонких плёнок поверхность подложек должна быть тщательно очищена. Для толстоплёночных микросхем (толщина плёнок более 20мкм) используют керамические подложки с относительно шероховатой поверхностью (высота неровностей порядка 1мкм). Подложка должна обладать повышенной теплопроводностью, т.к. толстоплёночная технология характерна для мощных гибридных микросхем. Поэтому применяют высокоглинозёмистые (96 % Al2O3) и бериллиевые (99,5 % ВеО) керамики. Технологический цикл гибридных микросхем, аналогичен полупроводниковым, можно разделить на два этапа. Первый включает процессы формирования на подложках пассивных плёночных элементов и проводников соединений. В тонкоплёночных микросхемах для этой цели применяют операции нанесение тонких плёнок. Рисунок формируется непосредственно в процессе нанесения плёнок с помощью накладных трафаретов либо в процессе фотолитографии. Фотолитография - способ нанесения печатных форм, в результате которой в защитном полупроводниковом слое пластины вскрываются окна. После фотолитографии обязательно проводят травление материала. Далее следует процесс диффузии - ввод в открытые окна примеси. В толстоплёночных микросхемах пассивные элементы создают методом трафаретной печати. Основными достоинствами толстоплёночной технологии являются простота, высокая производительность и малая стоимость, однако размеры элементов получаются значительно больше, а их плотность - существенно ниже, чем в тонкоплёночной. В конце первого этапа на подложках формируют матрицу одинаковых структур, каждая из которых соответствует одной микросхеме, т.е. пассивные части микросхем создаются групповыми методами. Последовательность операций первого этапа определяется конкретной структурой гибридной микросхемы (тонко- или толстоплёночная, набор пассивных элементов и др.)

Второй этап - контрольно - сборочный, начинается с контроля пассивных элементов на подложках. Достаточно большие размеры элементов позволяют осуществлять подгонку их параметров, например, с помощью лазера. Далее производят разрезание подложек, установку их в корпус, монтаж дискретных компонентов, соединение контактных площадок с выводами корпуса, герметизацию корпуса, контроль и испытания. Контрольно - сборочные операции индивидуальны для каждой микросхемы и в основном на 80 % определяют трудоёмкость изготовления и стоимость.

Процесс изготовления плёночных резисторов

Структура плёночных резисторов ГИС показаны на рисунке 3.6 а, б, в, г ( 1 - резистивный слой, 2 - металлические контакты). В зависимости от требуемого сопротивления резистор может иметь конфигурации полоски (рисунок 3.6 а), параллельных полосок с металлическими перемычками (рис.3.5 г) либо меандр (рисунок 3.6 в).

Рисунок 3.6- Конфигурации пленочных резисторов: а) - прямоугольная полоска, длина больше ширины; б) - прямоугольная полоска, длина меньше ширины; в) - меандр; г) - группа последовательно соединенных полосок.

Тонкоплёночные резисторы наносят путём осаждения на диэлектрическую основу резистивного материала. Нанесение тонкоплёночных резисторов в основном производится с помощью термического и катодного напыления.

Термическое напыление: Основой данного метода является превращение вещества плёнки в газообразное состояние с последующей конденсацией паров на материал подложки. Для перевода твёрдого вещества в газообразное состояние требуется, чтобы собственное давление газообразного вещества превысило внешнее давление. Для увеличения собственного давления необходимо нагреть материал плёнки и одновременно снизить давление внутри установки. Подложка предварительно очень тщательно очищается.

Лучшие статьи по информатике

Приборы общего и специального назначения со встроенными микропроцессорами для измерения физических величин
Микропроцессорная техника получает все большее применение в приборостроении. Применение микропроцессоров (МП) преобразует измерительные приборы в «интеллект ...

Рынок систем атмосферных оптических линий связи
Современные средства связи и управления в основном работают в радиодиапазоне, но важную роль начинают играть информационные каналы работающие в других диапа ...

Электрический расчет ЛТ по волоконно-оптическим системам передачи
Научно-технический прогресс во многом определяется скоростью передачи информации и ее объемом. Возможность резкого увеличения объемов передаваемой информаци ...