Пленочных интегральных

Герметизация изделий в вакуум-плотных корпусах из неорганических материалов приобрела особую значимость в связи с переходом на производство бескорпусных компонентов и микросборок, которые на сборку ячеек и блоков поступают только с кратковременной технологической защитой. Она характеризуется: повышенной надежностью при хранении и эксплуатации за счет заполнения полостей корпусов инертным газом и обеспечения нормального теплового режима; ремонтопригодностью; возможностью гибкого сочетания общей герметизации с локальной бескорпусной герметизацией наиболее ответственных элементов и технологической защитой навесных и пленочных элементов; экономичностью,

нитных пленок является большое быстродействие (до наносекундно-го диапазона), обусловленное тем, что процессы перемагничивания в них протекают за счет вращения вектора намагниченности, а также возможность автоматизации процесса изготовления матриц ЗУ: тканые матрицы из цилиндрических пленочных элементов и многослойные печатные платы на основе плоских пленок.

36. Иванов Р. Д. Катодный метод создания пленочных элементов микросхем. М., 1972.

Высокая точность выполнения пленочных, элементов может быть использована при изготовлении микросхем по совмещенной технологии, в которой активные и часть пассивных элементов выполняются в объеме полупроводника, а часть пассивных элементов — на его поверхности в тонкопленочном исполнении. Применение двух технологий повышает стоимость таких микросхем, но позволяет существенно повысить точность их параметров.

В тонких диэлектрических и полупроводниковых пленках протекают физические процессы, связанные с переносом носителей заряда. Процесс переноса (иначе называемый механизмом токопро-хождения) оказывает существенное влияние на свойства пленочных элементов и может быть исследован с помощью вольт-амперной характеристики. Рассмотрим более подробно механизмы токопро-хождения, имеющие место в тонких диэлектрических и полупроводниковых пленках.

измерения характеризуются рядом особенностей, обусловленных весьма малыми размерами пленочных элементов, большим количеством и разнообразием таких элементов на одной подложке, а также широким диапазоном значений измеряемых параметров. Кроме того, с развитием тонкопленочной микроэлектроники наблюдается тенденция к ужесточению допусков на параметры элементов (в основном элементов аналоговых ИМС). Поэтому при измерении параметров элементов микросхем используют специальные приспособления, служащие для надежного подключения пленочного элемента к измерительному прибору и получения небольшого переходного сопротивления между зондом приспособления и контактной площадкой ИМС при малой площади контактирования.

На одной подложке обычно содержится до 300 и более пленочных элементов, и таких подложек одновременно поступает на измерительные операции несколько десятков, поэтому измерения в производстве тонкопленочных микросхем носят массовый характер. В связи с этим важное значение приобретает автоматизация измерений.

Для измерения электрических параметров тонкопленочных элементов используют следующие измерительные приборы: одинарные равновесные мосты постоянного тока с ручным и автоматическим уравновешиванием и омметры для измерения сопротивлений тонкопленочных проводников, резисторов и изоляции; равновесные мосты переменного тока и приборы на основе резонансного метода для измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь тонкопленочных конденсаторов.

где а,- = / (Т, /г„) — коэффициент, учитывающий влияние окружающей температуры и электрической нагрузки; &; = = &! &2 ^з — коэффициент, учитывающий воздействия механических нагрузок, влажности и атмосферного давления. Значение интенсивности отказов Яг гибридной ИМС, содержащей плату с полным набором пленочных элементов и компонентов и гибким проволочным монтажом, при учете режима работы и условий эксплуатации согласно изложенной методике определяется выражением

4) высокой химической инертностью к осажденным материалам для снижения временной нестабильности параметров пленочных элементов, обусловленной физико-химическими процессами на границе раздела пленка — подложка;

Структура материала подложки и состояние ее поверхности влияют на параметры пленочных элементов. Большая шероховатость поверхности подложки снижает надежность тонкопленочных резисторов и конденсаторов, так как микронеровности уменьшают толщину резистивных и диэлектрических пленок. При толщине пленок около 100 нм допускается высота микронеровностей примерно 25 нм. Следовательно, обработка поверхности подложки для тонкопленочных микросхем должна соответствовать 14-му классу чистоты. Толстые пленки имеют толщину 10—50 мкм, поэтому подложки для тостопленочных ИМС могут иметь микронеровности до 1—2 мкм, что соответствует 8—10-му классам чистоты. Для обеспечения хорошей адгезии пасты к подложке высота микронеровностей должна быть 50—200 нм.

В пленочных интегральных микросхемах все элементы и межсоединения выполняют в виде пленок, нанесенных на поверхность диэлектрического материала — стекла, керамики или полиамидного вещества. Для уменьшения отвода тепла от элементов мощных микросхем используют керамику с высокой теплопроводностью или анодированный алюминий. В последнем случае изоляцией служит тонкая пленка окисла.

14,'Обичкин Ю. Г. Технология изготовления гибридно-пленочных интегральных микроузлов. М., Машиностроение, 1972. 62 с.

В последнее время широкое распространение получили бескорпусные полупроводниковые приборы, в которых монокристалл, покрывается специальной защитной пленкой; Такие приборы, используемые в гибридно-пленочных интегральных микросхемах,

В пленочной микроэлектронике (как и в полупроводниковой) существует тенденция создания пленочных интегральных схем, т. е. таких схем, в которых и пассивные « активные элементы формируются в едином технологическом процессе (термическое вакуумное напы-

Гибридно-пленочные микросхемы требуют чрезвычайно надежных методов выполнения монтажных соединении следующих деталей: тонкопленочная контактная площадка платы — вывод бескорпусного компонента; контактная площадка — соединительный проводник— внешний вывод микросхем ( 117). Проволочный монтаж все еще остается одним из основных методов внутрисхемного монтажа гибридно-пленочных интегральных микросхем. Это объясняется низкой стоимостью оборудования, достаточной его универсальностью поУотношению к различным технологическим вариантам производства ИС.

В последнее время широкое распространение получили бескорпусные полупроводниковые приборы, в которых монокристалл, покрывается специальной защитной пленкой; Такие приборы, используемые в гибридно-пленочных интегральных микросхемах,

В пленочной микроэлектронике (как и в полупроводниковой) существует тенденция создания пленочных интегральных схем, т. е. таких схем, в которых и пассивные « активные элементы формируются в едином технологическом процессе (термическое вакуумное напы-

В пленочных интегральных микросхемах все элементы и соединения между ними формируются в виде пленок из различных материалов, которые в определенной последовательности и конфигурации наносятся на пассивную изоляционную подложку. Различают два вида пленочных интегральных микросхем: тонкопленочные и толстопленочные. Микросхемы, у которых толщина пленок менее 1 мкм, называют тонкопленочными, а микросхемы с толщиной пленок более 1 мкм — толстопленочными. Тонкие пленки микросхем обычно изготовляют методами осаждения в вакууме, а толстые — методами шелкографии (нанесение специальных паст через трафареты). Толстопленочные микросхемы имеют преимущество перед тонкопленочными благодаря меньшей сложности и стоимости оборудования для их изготовления и меньшим затратам при их массовом производстве.

Как уже указывалось в гл. 1, в пленочных интегральных микросхемах как пассивные элементы (резисторы, конденсаторы, индуктивности), так и активные (диоды, транзисторы) выполняются в виде тонких пленок. Однако активные пленочные элементы, не получили пока широкого распространения в связи с технологическими трудностями создания стабильных во времени по электрическим характеристикам пленочных транзисторов. Поэтому широкое распространение получили микросхемы, в которых наряду с пленочными пассивными элементами используются дискретные, в основном бескорпусные, диоды и транзисторы. Они получили название гибридных интегральных микросхем.

Главной особенностью конструирования интегральных микросхем является тесная связь конструктивных решений с технологией изготовления элементов микросхем. Интегральная технология позволяет за одну непрерывную операцию получить одновременно все элементы функционального узла или схемы в единой конструкции. При такой технологии отсутствуют сборочные операции, процесс образования элементов схемы совмещен с процессом образования самой конструкции. При изготовлении пленочных интегральных микросхем электрорадиоэлементы получают на подложке в виде пленок полупроводников, диэлектриков, различных металлов и их оксидов, последовательно наносимых одна на другую. Методами пленочной технологии изготавливают резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, соединительные проводники и контактные площадки. Миниатюрные