20. Материалы и технологии при производстве ис.

В основе ИС лежат транзисторы – полупроводниковые усилительные приборы, заменившие электровакуумные лампы во всех применениях, кроме специальных. По типу используемого полупроводника: германиевые транзисторы (Ge), кремниевые транзисторы (Si), и арсенид-галлиевые (GaAs – соединение галлия и мышьяка).

– По быстродействию: (GaAs, работают в гигагерцовом диапазоне)_max > (Ge) > (Si)_min.

– По стоимости: (Si)_min < (Ge) < (GaAs)_max.

• Операции герметизации корпусов:

– корпусная герметизация (кристалл накрывают крышкой);

– бескорпусная герметизация – при изготовлении ИС – заливка полимерным компаундом (исп. в кварцевых часах);

– комбинированный метод – заливка герметика в корпус.

• Необходимо обеспечить:

– механическую прочность схемы, исключить перегрев корпуса, не допустить присутствия газов внутри корпуса.

Пластмассовые корпуса обеспечивают надежную изоляцию, дешевые, плохо защищают от тепловых и электромагнитных воздействий. Для защиты от электромагнитных излучений применяют металлостеклянные, металлокерамические корпуса. Керамические корпуса обеспечивают наилучшие характеристики ИС, так как в наилучшей степени отводят тепло (используются для ИС с большой рассеиваемой мощностью).

• Технологические операции при герметизации:

– Холодная сварка давлением за счёт совместной пластической перфорации.

– Контактная сварка импульсным током малой длительности.

– Сварка плавлением (аргонно-дуговая, микроплазменная, лазерная, электронно-лучевая типы сварок).

– Пайка с использованием металлических припоев (для стеклянных и металлокерамических корпусов).

– Заливка корпуса компаундами на основе органических веществ, эпоксидных смол,… – электрическая изоляция и др.

21. Основные технологические операции при производстве сбис.

Основа производства – кремниевая технология. Сырьё – природные материалы – SiO, SiO₂, SiCl₄.

1) Получение поликристалла кремния. Кремний из сырья можно получить в реакцииSiCl₄ + 2Zn  Si + 2ZnCl₂

2) Получение монокристалла Si методом Чохральского. Стержень с затравкой, похожей составом на кремний, при выкручивании стержня вверх получают монокристалл, представляющий собой цилиндр длиной до 1,5 м и диаметром 80-150 мм.

3) Зонная очистка монокристалла кремния от примесей. Используется индукционная катушка, которую одевают на кристалл и сдвигают в сторону противоположного конца. В высокочастотной катушке кристалл находится в расплавленном состоянии; примеси оказываются в расплаве; после окончания – в одном конце.

4) Резка монокристалла на тонкие (0,4…0,6 мм) пластинки.

5) Механическая шлифовка (~300 мкм). Химическая полировка (~0,35 мкм).

6) Получение рабочих слоёв полупроводника на Si подложке (операция эпитаксии).

7) Создание изоляционных слоёв.

8) Легирование.

9) Нанесение топологии платы и травление.

10) Металлизация: обеспечение электрического контакта с p-n-переходами; внутренние соединения.

11) Скрайбирование – резка на отдельные кристаллы.

12) Сборочная операция – помещение в корпус, крепление; электрическая разводка (золотой проволокой d=10-50 мкм).

13) Герметизация корпуса – крепление крышки, заполнение герметиками.