Селективное травление

При магистральной схеме питания ( 5.2) на вводе к цеховому трансформатору в большинстве случаев устанавливают выключатель нагрузки с предохранителем или разъединитель в комплекте с предохранителем, позволяющие осуществить селективное отключение цеховой ТП при повреждении трансформатора. Глухое присоединение трансформаторов при магистральной схеме питания практически редко встречается, так как повреждение трансформатора при такой схеме приводит к отключению всей магистрали выключателем на головном участке, и при этом потеряют питание все цеховые ТП, подключенные к данной магистрали.

5.10. Примеры схем сетей, в которых максимальная токовая направленная защита обеспечивает селективное отключение КЗ

Защита должна обеспечивать при этом по возможности селективное отключение аварийных участков сети.

(АВР), возможны схемы с параллельным включением питающих линий. Такие схемы называются замкнутыми. Необходимым условием работы замкнутых схем является селективное отключение поврежденного участка с обеих сторон, так как все линии имеют двустороннее питание ( 6-10). Преимуществом замкнутых схем,

с разъединителями и стреляющими предохранителями — для подстанции с трансформаторами мощностью до 40 MB-А включительно. Эти схемы обеспечивают селективное отключение трансформаторов, просты в обслуживании и экономичны;

Анализ начинают с проверки принципиальных схем общих устройств, схем постоянного тока, центральной сигнализации, синхронизации, блокировки разъединителей и др., ..а затем приступают к анализу схем отдельных присоединений. При этом убеждаются в том, что обозначения элементов вторичных цепей выполнены в соответствии с обозначениями первичных цепей, что выбранная проектом аппаратура соответствует силовому оборудованию (выходное реле обеспечивает надежную работу исполнительных устройств приводов выключателей, электромагнитов и электродвигателей, измерительные приборы и реле соответствуют коэффициентам трансформации тока и напряжения и т.д.), что предохранители и автоматические выключатели во вторичных цепях обеспечивают надежную защиту цепей при их повреждениях и селективное отключение поврежденных участков, что выбранные реле, сигнальные лампы и другая аппаратура соответствуют номинальному напряжению оперативных цепей, а реле защиты — требуемым уставкам.

В сетях с заземленной нейтралью ( В-1, б) ток однофазного короткого замыкания (к. з.) приводит в действие релейную защиту, вызывающую селективное отключение поврежденного участка. Благодаря быстрому отключению дуга не успевает переброситься на

направляется от шин в сторону защищаемой линии, в сочетании со специальным способом выбора выдержек времени и дает возможность обеспечивать селективное отключение повреждений в сетях многик конфигураций.

3-7. Примеры схем сетей, в которых максимальная токовая направле.шая защита обеспечивает селективное отключение к. з.

Работа защиты при разных к. з. В случае работы первой ступени при к. з. в точке К2 или в части обмотки ( 9-6) обеспечивается селективное отключение при любом числе параллельно работающих трансформа-'оров (для этого и необходимо действие защиты на выключатель приемной стороны). При работе третьей ступени (точка /Q могут отключаться неповрежденные параллельно работающие трансформаторы, через которые также проходят /к 3. При наличии с приемной сторокы секционного выключателя ( 9-8, б) это исключаете:! защитой на нем, имеющей меньшую выдержку времени. Третья ступень зашиты реагирует также на внешние к. з., например на шинах, и неотключенные к. з. в питаемой сети (точка /d, 9-6).

необходимо обеспечить селективное отключение к. з. на них, например, в случаях одновременной работы на двух системах шин с включенным шиносоединительным выключателем ( 10-2, а), секционированных шин ( 10-2, б), а также при наличии линий с ответвлениями ( 10-2, в);

мышленностью способом диэлектрической изоляции элементов ИМС является «эпик-процесс». В качестве исходного материала используют кремний л-типа, в котором с помощью предварительной диффузии доноров создают слой л+-типа с повышенной электропроводностью ( 3.9,а). Проводят селективное травление пластины с применением фоторезистивной маски, после чего пластину оксидируют ( 3.9,6) и на оксидной пленке наращивают эпитаксиальный слой поликристаллического кремния ( 3.9,г), который применяют в качестве подложки ИМС. После формирования подложки монокристаллический кремний n-типа сошлифо-вывается до тех пор, пока на поверхности не появится диэлектрическая пленка ( 3.9,е). В образовавшейся структуре монокристаллические области гг-типа оказываются изолированными друг от друга оксидной пленкой. С помощью планарной технологии в этих участках формируют области базы и эмиттера БТ. Применение «эпик-процесса» позволяет увеличить пробивные напряжения до 200 В и снизить удельную паразитную емкость изоляции до 15 — 20 пФ/мм2. Основные недостатки метода — сложность и высокая трудоемкость, низкий процент вы- Рис> хода годных изделий, низкая плотность компоновки эле-

Метод обратной, или, как его иногда называют, взрывной, фотолитографии ( 2.3) отличается от предыдущего тем, что сначала на подложке формируется контактная маска, затем наносится материал пленочного элемента, после чего производится удаление контактной маски. При этом возможны два варианта нанесения пленки на контактную маску. Первый вариант — сначала пленка осаждается как на контактную маску, так и на свободные от нее участки подложки. Затем при быстром (взрывном) стравливании контактной маски вместе с ней удаляются и участки пленки, расположенные поверх маски (селективное травление). Метод реализуется при термовакуумном напылении, ионном распылении, осаждении из парогазовой смеси. Второй вариант — пленка осаждается только на свободные от маски

а — напыление сплошных резистивной и проводящей пленок; б—травление проводящего и резистивного слоев; а — селективное травление проводящего слоя; г — напыление через маску нижних обкладок конденсаторов; 0 — напыление через маску диэлектрика; в — напыление через маску верхних обкладок конденсаторов; Ж — нанесение защитного слоя; з — монтаж навесных компонентов

Затем восстанавливают слой диоксида кремния на всей поверхности и создают из него маску, используемую при диффузии (или ионном легировании) фосфора в эмиттерную и контактную области л+-типа. На этом этапе применяют метод самосовмещения: в плоскости кристалла три границы эмиттерной области (за исключением четвертой, обращенной к базовому контакту) и все границы коллекторной контактной области определяются изолирующим диоксидом, используемым вторично в качестве маски. Вновь восстанавливают пленку диоксида кремния на всей поверхности пластины, вытравливают в ней контактные отверстия, напыляют слой алюминия, проводят его селективное травление и создают эмиттерный, базовый и коллекторный электроды и внутрисхемные соединения ( 3.5, д, е).

Наиболее распространенным полирующим травителем как для кремния, так и для германия является безводный хлороводород. Его применение хорошо согласуется с технологией и аппаратурой наиболее распространенного в настоящее время хлоридного способа получения эпй*таксиаль-ных структур элементарных полупроводников. Скорость травления кремния в хлороводороде возрастает с повышением как его концентрации, так и температуры ( 6.1). Они связаны между собой зависимостью, выраженной графически на 6.2, из которой следует, что режим полирующего травления требует применения малых концентраций хлороводорода и высоких температур. При повышенной концентрации хлороводорода и понижении температуры происходит селективное травление, в результате которого поверхность кремния покрывается ямками травления.

универсальность метода (изготовление трафаретов для напыления пленок и сеткографии, селективное травление пленочных слоев, вытравливание «окон» в окис-ных пленках для локальной диффузии, эпитаксии и имплантации, глубинное травление в полупроводниковых и диэлектрических подложках и т. д.);

10-18. Схема изготовления биметаллической маски. а —заготовка; б — нанесение фоторезиста (негативного); в — экспонирование; t — проявление; д — электромеханическое нанесение никеля; • — удаление фоторезиста; ж — селективное травление металла; э — готовая маска после удаления лаковой защиты; / — бронза; t — фоторезист; Л — фотошаблон; 4 — защитный лак; 5 —никель; ( — область подтрашшвания.

Первый способ — одинарное селективное травление (или одинарная фотолитография) — применяется для изготовления ИМС,

ной пленки; в — нанесение контактов через свободную маску; г — нанесение фоторезиста; д — экспонирование; е — проявление фоторезиста; ж — селективное травление; э— удаление фоторезиста и получение готового элемента; / — подложка; 2 — резистивный слой; 3 — контакты; 4 — фоторезист; 5 — фото-шаблон.

Ввиду того что одинарное селективное травление не позволяет получать коммутации высокой сложности из-за ограничений, накладываемых применением свободных масок, был разработан второй способ — двойное селективное травление.

проявление фоторезиста; г — селективное травление материала контактов; д — снятие фоторезиста; е — селективное травление материала подслоя; ж — второе нанесение фоторезиста; з — второе экспонирование; и —проявление фоторезиста; к — селективное травление резистивного материала; л —удаление фоторезиста и получение готового элемента; / — резистивный слой: 2 — подслой; 3 — слой материала контактов; 4 — фоторезист; 5 — фотошаблон контактных площадок; 6 — фотошаблон резисторов.