Окислительных процессов

После изготовления всех элементов (транзисторов, диодов, резисторов и др.) полупроводниковых ИМС необходимо создать межэлементные соединения, формирующие окончательную структуру принципиальной схемы определенного назначения, а также контактные площадки для подсоединения внешних выводов корпуса. Для этого предварительно окисленную поверхность пластины кремния покрывают слоем осажденного алюминия (например, методом вакуумного напыления) толщиной 0,5—2 мкм, который после заключительной операции фотолитографии через окна фоторезиста в ненужных местах стравливают. На поверхности полупроводника остается требуемый рисунок алюминиевых проводников шириной около 10 мкм и контактные площадки. Соединение контактных площадок с выводами корпуса осуществляют в большинстве случаев с помощью золотых проволочек диаметром 25—50 мкм ультразвуковой или термокомпрессионной сваркой.

При воздействии радикала С?* на окисленную поверхность кремния присутствие кислорода в решетке препятствует образованию свободного углерода на поверхности за счет образования СО и СО2. Наличие кислорода в газовой фазе при травлении кремния еще в большей степени способствует очищению поверхности от следов углерода, увеличивая тем самым скорость травления. Ионы О2 диссоциируют при столкновении с поверхностью кремния, образуя атомарный кислород, который окисляет углерод до СО или СО2. Наличие кислорода в плазме фторуглеродных газов способствует увеличению концентрации свободного фтора, что также увеличивает суммарную скорость травления.

Метод осаждения SiO2 может быть применен при получении комбинированных покрытий. Примером служит осаждение диоксида кремния на предварительно окисленную поверхность кремния.

На окисленную поверхность кремния с толщиной окисла 3000—

Одним из первых и наиболее широко распространенных методов изоляции элементов в ИМС с помощью диэлектрика является эпик-процесс, при котором для изоляции используется тонкий слой SiO2, Si3N4 или SiO2 -f Si3N4, а для подложки — поликремний. Первая операция заключается в локальном, травлении кремниевого монокристалла, затем поверхность кремния окисляют и получают изоляционный слой SiO2 толщиной около 1 мкм. На окисленную поверхность кремния наращивают эпитаксиальный поликристаллический кремний толщиной 300—500 мкм. Монокристалл крем-

Рассмотрим основные этапы процесса фотолитографии на примере получения маски SiO2. На окисленную поверхность кремниевой пластины наносят несколько капель раствора фоторезиста. С помощью центрифуги его распределяют тонким (около 1 мкм) слоем по поверхности пластины, а затем высушивают. На пластину накладывают фотошаблон (ФШ) рисунком к фоторезисту (ФР) и экспонируют ( 2.19,а), затем его снимают. После проявления негативный фоторезист удаляется с незасвеченных участков ( 2.19, б), а позитивный — с засвеченных. Получается фоторезистивная маска, через которую далее травят слой SiO2, после чего фоторезист удаляют ( 2.19, в).

грев металлических и стеклянных деталей. На этапе // происходит спаивание стекла с металлом. Расплавленное стекло смачивает окисленную поверхность коваровых деталей, при этом окисная пленка растворяется в стекле и частично в самом коваре, образуя промежуточный слой. Температура спаивания выбирается таким образом, чтобы стекло хорошо смачивало кова-ровые детали, но в то же время не растекалось по ним. На этапе /// происходит охлаждение спая и его отжиг. Качество спая стекла с коваром в значительной степени зависит от состояния

На втором этапе происходит спаивание стекла с металлом в атмосфере азота. Температура в печи достигает максимального значения. Расплавленное стекло смачивает окисленную поверхность коваровых деталей. Окис-

металлических полосок, нанесенных на окисленную поверхность кристалла. Примеры структур биполярных интегральных микросхем показаны на 7.1. Примером МДП интегральной микросхемы может служить прибор с зарядовой связью, рассмотренный в § 6.8.

60 В на окисленную поверхность (никель) наносится

Гальванические покрытия следует наносить на аяодио-окисленную поверхность при повышенной плотности тока, а загрузку деталей и еанну проводить подтоком нз-за высокой растворимости пленки в электролитах. Стойкость оксидной пленки особенно низка в концентрированных щелочных и цианистых электролитах, в связи с чем наносить на нее гальванически,' покрытия в этих электролигах не рекомендуется. На окисленную nOE?;ixi'oCTb вначале осаждается металлическое покрытие темного цвета, которое в дальнейшей приобретает цие-i о'ычного металла,

(свойство атомов мигрировать в диэлектрический слой, что при малой толщине последнего может привести к короткому замыканию обкладок) незначительна из-за окислительных процессов на его поверхности.

интенсивность отказов ничтожна. Вместе с тем чрезмерное снижение f/раб (особенно ниже 1 В) для некоторых типов конденсаторов также неж;елательно, так как могут возникнуть нарушения в работе схем из-за неустойчивости внутренних контактов между обкладками и выводами, роста потерь и развития окислительных процессов, приводящих к временной или постоянной потере емкости.

При относительно малых токах и частых включениях износ за одну операцию может в сильной степени зависеть от частоты операций, поскольку с ней связана температура контактов, а следовательно, и активность окислительных процессов на их поверхности.

Конденсаторные и кабельные масла работают в условиях, существенно отличающихся от условий работы в трансформаторах: герметичность конструкций исключает наличие интенсивных окислительных процессов, а высокие напряженности электрического поля, достигающие в масляных прослойках десятков МВ/м, могут быть причиной местной ионизации оставшихся в масле растворенных газо-

2) значительный разброс сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов, обусловленный упрощенным методом нанесения элементов и сложностью учета восстановительно-окислительных процессов при вжигании пасты, что вынуждает вводить в техпроцесс дополнительную операцию подгонки пассивных элементов;

2) значительный разброс сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов, обусловленный упрощенным методом нанесения элементов и сложностью учета восстановительно-окислительных процессов при вжигании пасты, что вынуждает вводить в техпроцесс дополнительную операцию подгонки пассивных элементов;

Эффективным средством снижения скорости окислительных процессов является добавка к маслу антиокислительных присадок. Эти присадки поглощают кислород, чем предохраняют масло от окисления. Присадка, разработанная во Всесоюзном теплотехническом институте (присадка ВТИ-1), представляет собой параоксидифе-ниламин и добавляется к маслу в количестве 100 г на 1 т масла. Кроме антиокислительных присадок, существуют присадки, улучшающие другие свойства масла. Кумароновая смола, добавляемая в количестве 0,3—0,5%, уменьшает в 5—10 раз количество воды, поглощаемой маслом из воздуха.

Для защиты луженой поверхности на время от момента горячего лужения до пайки применяют консервацию смолосодержащим флюсом без активирующих добавок. При отсутствии консервации паяемость удовлетворительна только в течение одних суток с момента лужения. При наличии консервации и при упаковке в кальку допустимо хранение до трех месяцев при одном слое консервирующего флюса и до пяти месяцев при двух слоях. Упаковка в полиэтиленовые мешки без силикагеля не целесообразна из-за конденсации влаги внутри мешка при смене температур, что вызывает отпотевание поверхности и ускорение окислительных процессов.

Из-за увлажнения масла вследствие непосредственного контакта масла в трансформаторе с атмосферным воздухом снижается его электрическая прочность, а насыщение кислородом приводит к усиленному развитию окислительных процессов (старе-

Непосредственный контакт масла трансформатора или мас-лонаполненного ввода с атмосферным воздухом приводит к постепенному насыщению масла кислородом и увлажнению как масла, так и твердой изоляции. В результате увлажнения масла снижается его электрическая прочность, а насыщение кислородом приводит к ускоренному развитию окислительных процессов (старению). Для удаления из масла влаги (подробно об этом см. в подразд. 19.5) используют следующие способы: центрифугирование масла, фильтрование и осушка масла в цео-литовых установках (адсорбционный способ).

Микрокалориметр для исследования окислительных процессов (окисление угля при комнатных температурах) описан в работе [127]. Схема прибора приведена на XIII. 18. Реакционная камера и все детали изготовлены из полиметилметакрилата. В камеру вмонтированы измерительные спаи 36 медь-константановых термо-