Технологические расчеты

Расчет технологической точности пленочных элементов микросхем.

В основу расчета точности положены функциональные связи выходных параметров пассивных тонкопленочных элементов с электрофизическими параметрами пленок и геометрическими размерами.

R=R_

Расчет резисторов

№	R , Ом	R, Ом	L, мм	B, мм	Среднестатистические параметры
					R, Ом	3R, Ом	Lср, мм	3Lср, мм	Bср, мм	3Bср, мм
R1	16900 5	10000500	50	9	10000	510	50	0,008	9	0,014
R2	1690 5	50025	4,9	0,7	500	26	6	0,008	11	0,01

Для R1:

(R_)ту = 500 Ом

(L)ту = 0,005 мм

(В)ту = 0,005 мм

Для R2:

(R_)ту = 25 Ом

(L)ту = 0,005 мм

(В)ту = 0,005 мм

1) Определим коэффициент рассеяния:

, i = R_, L, B

Для R1:

KR_=510/500=1,02

KL=0,008/0,005=1,6

KB=0,014/0,005=2,8

Для R2:

KR_=26/25=1,04

KL=0,008/0,005=1,6

KB=0,01/0,005=2

2) Определим случайные относительные погрешности выходного параметра:

R_ = 5%

Для R1:

L=0,005∙100/50=0,01

B=0,005∙100/9=0,055

Для R2:

L=0,005∙100/6=0,083

B=0,005∙100/11=0,045

3) Расчет технологических режимов изготовления тонкопленочных резисторов методом термовакуумного испарения.

Исходные данные:

R₁=500 Ом∙м R₂=900 Ом∙м

ТКС₁= -1,3∙10^-4 ТКС₂= -1,5∙10^-4

Так как испаряемый материал – резистивный сплав РС-3710 мы использовали следующие формулы для расчета:

R_=594,21-26,46∙Т_и+61,29∙Т_п-217,96∙d+13,21∙Т_и∙d-24,86∙Т_п∙d, Ом

ТКС=(-2,06+0,405∙Т_и-0,544∙Т_п-1,303∙d) 10^-4, град^-1

Для R₁:

За базовый уровень варьируемых факторов приняты следующие значения:

Т_ио=1500 °C Т_по=200 °C d₀=300 Å

Интервалы варьирования:

ΔТ_и=100 °C ΔТ_п=150 °C Δd=100 Å

Кодированные значения соответствующих параметров технологического процесса , , d связаны между собой следующими соотношениями:

, , ;

При расчете технологических режимов по системе уравнений регрессии значение одного из варьируемых факторов приходится выбирать в интервале варьирования произвольно (избыток неизвестных). В таком качестве лучше всего выбирать фактор с наименьшим коэффициентом влияния на выходной параметр. В уравнение необходимо подставлять его кодированное значение в интервале ± 1.

Подставим полученные кодированные значения в уравнения:

Р ассчитаем коэффициент свидетеля, Roc, а также время стабилизации сопротивления τст, т. е. длительности термообработки.

0,934

3222

З ная коэффициент свидетеля, рассчитаем сопротивления осажденной пленки:

59,4 Ом

Полученные результаты записаны в таблицу 1.

Для R₂:

За базовый уровень варьируемых факторов приняты следующие значения:

Т_ио=1500 °C Т_по=200 °C d₀=300 Å

Интервалы варьирования:

ΔТ_и=100 °C ΔТ_п=150 °C Δd=100 Å

Кодированные значения соответствующих параметров технологического процесса , , d связаны между собой следующими соотношениями:

, , ;

При расчете технологических режимов по системе уравнений регрессии значение одного из варьируемых факторов приходится выбирать в интервале варьирования произвольно (избыток неизвестных). В таком качестве лучше всего выбирать фактор с наименьшим коэффициентом влияния на выходной параметр. В уравнение необходимо подставлять его кодированное значение в интервале ± 1.

Подставим полученные кодированные значения в уравнения:

Р ассчитаем коэффициент свидетеля, Roc, а также время стабилизации сопротивления τст, т. е. длительности термообработки.

0,934

3222

З ная коэффициент свидетеля, рассчитаем сопротивления осажденной пленки:

33 Ом

Полученные результаты записаны в таблицу 1.

Таблица 1

Задано			Технологические режимы
Материал	R, Oм	ТКС, град-1	Ти , °C	Тп , °C	d, Å	Roc, Ом	τст, с
РС-3710	500	-1,3	1400	350	400	59,4	3222
РС-3710	900	-1,5	1400	350	400	33	3222

4) Определим процент выхода годных изделий

Для R₁:

3δ= 5,09

δ= 5,09/3= 1,69

P_r=Ф^*(5/ δ)- Ф^*(-5/ δ)= Ф^*(5/1,69)- Ф^*(-5/1,69)= Ф^*(2,94)- Ф^*(-2,94)=0,9981-0,019=0,9791

Пр= P_r∙100%=0,9791∙100%=97,91%

Допуск для R₁ равен 5%, а выходной параметр превышает этот показатель, следовательно, процент выхода годных для R₁ = 97,91

Для R₂:

3δ= 5,20

δ= 5,20/3= 1,73

P_r=Ф^*(5/ δ)- Ф^*(-5/ δ)= Ф^*(5/1,73)- Ф^*(-5/1,73)= Ф^*(2,88)- Ф^*(-2,88)=0,9974-0,026=0,9948

Пр= P_r∙100%=0,9948∙100%=99,48%

Допуск для R₂ равен 5%, а выходной параметр превышает этот показатель, следовательно, процент выхода годных для R₂ = 99,48

Пр= ПP_r∙100%=0,9791∙0.9948∙100%=97,40%

Процент выхода годных изделий приблизительно будет равен 97,40%