Изготовления пленочных

Контроль внешнего вида. В процессе изготовления пассивной части гибридной ИМС или МСБ, а также при сборке проводят контроль внешнего вида. Этот контроль, являющийся первой операцией межоперационного и финишного контроля, проводят с целью отбраковки ИМС, которые имеют явно выраженные дефекты пленок, соединений и навесного монтажа. При таком контроле обнаруживают следующие дефекты пленок:

Проектирование гибридных ИМС включает в себя выбор типов компонентов, расчет и конструирование пленочных элементов, а также разработку топологической структуры и конструкции всей микросхемы, что требует решения основных взаимосвязанных вопросов. Этими вопросами являются: общие требования к системе или устройству, в которых будет использована ИМС; технические требования к характеристикам схемы; свойства пленочных элементов; специфические свойства пленок и методы изготовления пассивной части и сборки гибридных ИМС.

Однако интегрально-групповая технология изготовления пассивной части гибридных ИМС выдвигает в число основных и другие факторы, определяющие рациональную сложность ИМС. Так, использование для изготовления гибридных ИМС подложек и корпусов различных размеров и совершенствование технологии в целях получения пленочных элементов с минимальными размерами позволяют реализовать на одной плате несколько однотипных схем (две, четыре и более) или одну схему повышенной функциональной сложности. Это, с одной стороны, приводит к созданию ИМС повышенной степени интеграции при одновре-

Следует отметить, что выражение (4.12) можно усовершенствовать, использовав особенности интегрально-групповой технологии изготовления пассивной части гибридных ИМС. Пассивные элементы гибридных ИМС характеризуются следующими особенностями:

ными являются параметры структурных элементов гибридных ИМС: подложек, пленочных элементов (резисторов, конденсаторов), проводников, контактных площадок, межслойной изоляции и защитного слоя. Это данные о качественных параметрах технологии получения пленок и пленочных сложных структур, о параметрах пленок различного назначения (резистивные, проводниковые, контактные, диэлектрические, защитные), о комбинации различных пленок, о количестве наносимых слоев в различной последовательности напыления материалов в зависимости от способа изготовления пассивной части схемы, точности изготовления пленочных элементов.

Проектирование гибридных ИМС включает в себя расчет и конструирование пленочных элементов, а также разработку топологической структуры и конструкции всей микросхемы, что требует решения основных взаимосвязанных вопросов. Этими вопросами являются: общие требования к системе или устройству, в которых будет использована ИМС; технические требования на характеристики схемы; свойства пленочных элементов; специфические свойства пленок и методы изготовления пассивной части и сборки гибридных ИМС.

Однако интегрально-групповая технология изготовления пассивной части гибридных ИМС выдвигает в число основных и другие факторы, определяющие рациональную сложность ИМС. Так, использование для изготовления гибридных ИМС подложек и корпусов различных размеров и совершенствование технологии в целях получения пленочных элементов с минимальными размерами позволяют реализовать на одной плате несколько однотипных схем (две, четыре и более) или одну схему повышенной функциональной сложности. Это, с одной стороны, приводит к созданию ИМС с повышенной степенью интеграции при одновременном повышении надежности устройств за счет сокращения числа соединений. С другой стороны, с увеличением числа элементов на плате, особенно пленочных, повышается вероятность брака платы

Следует отметить, что выражение (4.12) можно усовершенствовать, использовав особенности интегрально-групповой технологии изготовления пассивной части гибридных ИМС. Пассивные элементы гибридных ИМС характеризуются следующими особенностями:

Технологические данные и требования. Технологические данные и требования характеризуют возможность изготовления схемы с заданными параметрами. Основными технологическими данными являются параметры структурных элементов гибридных ИМС: подложек, пленочных и навесных дискретных элементов (резисторов, конденсаторов, транзисторов, диодов и др.), проводников, контактных площадок, межслойной изоляции и защитного слоя. Это данные о качественных параметрах технологии получения пленок и пленочных сложных структур; о параметрах пленок различного назначения (резистивные, проводниковые, контактные, диэлектрические, защитные), о комбинации различных пленок, о количестве наносимых слоев в различной последовательности напыления материалов в зависимости от способа изготовления пассивной части схемы, точности изготовления пленочных элементов.

Для изготовления линейных ИМС в гибридном исполнении наибольшее распространение получили методы тонкопленочной технологии изготовления пассивной части. В качестве навесных элементов используют биполярные транзисторы различных структур и МДП-транзисторы. Большие возможности гибридной технологии при изготовлении линейных ИМС обусловлены хорошей изоляцией между элементами схемы, что позволяет улучшить схемотехнические параметры, в частности частотный диапазон.

Для изготовления линейных интегральных микросхем в гибридном исполнении наибольшее распространение получили методы тонкопланочной технологии изготовления пассивной части. В качестве навесных элементов используются биполярные транзисторы различных структур и МДП-транзисторы. Большие возможности гибридной технологии при изготовлении линейных интегральных микросхем обусловлены превосходной изоляцией между элементами микросхемы, что позволяет улучшить схемотехнические параметры, в частности, частотный диапазон.

Пленочные (чаще всего тонкопленочные) резисторы обладают хорошими электрическими характеристиками, более стабильны и поддаются подгонке в процессе изготовления пленочных микросхем. Эти резисторы могут найти применение и в полупроводниковых микросхемах, однако применение их в качестве элементов полупроводниковых микросхем связано с необходимостью введения дополнительных технологических операций.

Для изготовления пленочных спиралей применяют материалы с высокой электропроводностью.

Технологические данные определяются конкретной технологией изготовления. Поэтому важным при проектировании является выбор типового технологического процесса, если это не оговорено заданием на разработку. Выбор типового технологического процесса осуществляют по таким критериям: вид производства, обеспечение точности изготовления пленочных элементов, стабильность параметров, стоимость, надежность.

ными являются параметры структурных элементов гибридных ИМС: подложек, пленочных элементов (резисторов, конденсаторов), проводников, контактных площадок, межслойной изоляции и защитного слоя. Это данные о качественных параметрах технологии получения пленок и пленочных сложных структур, о параметрах пленок различного назначения (резистивные, проводниковые, контактные, диэлектрические, защитные), о комбинации различных пленок, о количестве наносимых слоев в различной последовательности напыления материалов в зависимости от способа изготовления пассивной части схемы, точности изготовления пленочных элементов.

Для изготовления пленочных резисторов используют разные материалы: металлы, сплавы, соединения, керметы (см. табл. 4.2), удовлетворяющие требованиям по металлургической совместимости, адгезии, технологичности и стабильности. Характерной особенностью пленок является зависимость удельного сопротивления материала пленки от ее толщины, причем такая зависимость для всех материалов связана с условиями нанесения пленок. С точки зрения технологичности нанесения пленки, воспроизводимости и стабильности ее свойств, в том числе и ро, каждый материал характеризуется определенной толщиной, для которой удельное сопротивление материала является оптимальным. Поэтому в технологии микроэлектроники для каждого материала отношение p0/d = р5 — величина постоянная. Условно ps определяют как удельное поверхностное сопротивление квадратной резистивной пленки, не зависящее от размеров квадрата, и оценивают в Ом/П.

В последнее время широкое распространение получили пленочные тензорезисторы. Процесс их изготовления заключается в вакуумной возгонке тензочувствительного материала с последующей конденсацией его на подложку. Для изготовления пленочных тензорезисторов применяются как металлические (например, титаноалюминиевый сплав), так и полупроводниковые (германий, кремний) материалы.

Указанные недостатки полупроводниковых ИМС устранены в монолитных ИМС, изготовленных по совмещенной технологии. Технология изготовления пленочных резисторов и конденсаторов позволяет получить пассивные элементы с большим диапазоном номинальных значений, более высокой температурной стабильностью и меньшими допусками. Поэтому ИМС, изготовленные по совмещенной технологии, сочетают высокую степень интеграции монолитных ИМС с хорошими электрическими параметрами. Однако эти достоинства совмещенных ИМС достигаются за счет увеличения числа технологических операций. Причем при нанесении тонких пленок для формирования резисторов и конденсаторов нарушается единство технологического цикла, поскольку эта операция выполняется обычно в вакууме, тогда как транзисторы формируются в окислительной среде. Кроме того, для пассивации совмещенной ИМС приходится ввести дополнительную операцию — нанесение защитного слоя на участки подложки, на которых напылены пленочные элементы (эти элементы размещаются поверх пассивирующего слоя на полупроводниковой подложке). Увеличение числа технологических операций и их усложнение непременно связаны с удорожанием изделий, а также с уменьшением процента выхода годных ИМС. По этим причинам технология изготовления совмещенных ИМС в основном используется для изготовления цифровых ИМС микроваттного диапазона, где требуются большие номиналы сопротивлений в сочетании с малыми размерами и малыми температурными коэффициентами элементов.

Для формирования тонкопленочного конденсатора поверх окисно-го слоя, пассивирующего активные элементы (в совмещенных ИМС), или на керамической подложке (в гибридных микросхемах) напыляется алюминиевая пленка для формирования нижней обкладки конденсатора. Затем наносится слой диэлектрика (окись алюминия, SiO2, окись тантала), который в дальнейшем с участков, не покрывающих обкладку, удаляется путем травления. После этого путем металлизации алюминием проводится формирование второй обкладки конденсатора. Для изготовления пленочных резисторов применяются пленки из нихрома, двуокиси олова, нитрида, тантала и т. д.

профиль ИМС второго типа, называемой обычно гибридной ИМС, так как все элементы схемы (кроме активных) изготовлены из нанесенных на диэлектрическую пластину поликристаллических или аморфных слоев, несущих заданные электронные функции. Поскольку промышленная технология изготовления пленочных активных элементов (диодов и транзисторов) еще не разработана, то активные элементы приходится «навешивать» на пленочную схему, т. е. получается «гибрид».

Нихром является одним из наиболее распространенных сплавов для изготовления пленочных резисторов. Выпускаемые промышленностью нихромовые сплавы обычно имеют составы: 80% № и 20% Сг или 75% Ni; 20%iCr, 2,5% А1 и 2,5% Си. Ясно, что при испарении

Полимеры, получаемые поликонденсацией. В зависимости от особенностей проведения реакции поликонденсации могут быть получены полимеры как с линейной, так и с пространственной или сетчатой структурой молекул. В связи с тем что при поликонденсации происходит выделение низкомолекулярных побочных продуктов, которые не всегда могут быть полностью удалены из полимера, диэлектрические характеристики поликонденсационных полимеров несколько ниже, чем у получаемых с помощью полимеризации. Од-нйко поликонденсационные полимеры могут быть получены с рядом ценных свойств, обусловливающих их широкое применение для материалов, применяемых в электротехнических целях. Так, линейные поликонденсационные полимеры имеют высокую прочность и большое удлинение при разрыве. Многие из них способны вытягиваться в тонкие нити, из которых можно получать электроизоляционные ткани, пряжу. Некоторые полимеры применяются для изготовления пленочных материалов. В отличие от линейных поликон-