Скачиваний:
36
Добавлен:
13.06.2014
Размер:
584.19 Кб
Скачать

З.Конструктивно-технологические особенности толстопленочных интегральных микросхем

Технология производства гибридных толстопленочных ИМС базируется на нанесении «толстых» (более 10 мкм) слоев различных материалов, которые выполняют роль проводников, у резисторов и диэлектриков в соответствующих конструктивных элементах ИМС, показанных на рисунке 1. Для того чтобы создать заданный рисунок ИМС, используется метод трафаретной печати,—шелкография (сеткография), сущность которой заключается в следующем: паста определенного состава и вязкости с по­мощью ракеля продавливается через сетчатый трафарет; образовавшийся слой проходит дополнительную обработку (сушку, обжиг, вжигание) для закрепления материала на плате и придания ему заданных электрофизических и механических свойств. Название «толстые пленки» относится в большей степени к технологическому методу их получения, чем к толщине самого слоя.

Рисунок 1.- Конструктивные элементы толстопленочной ИМС.

/ - - керамическая подложка;

  1. — монтажная площадка;

  2. — кристалл диод;

  3. — внешние выводы кристалла; 5—резистор;

  1. — Проводники;

  2. - - электрическая изоляция пересечения;

  3. — конденсатор;

9— диэлектрик конденсатора;

На первых порах развития микроэлектроники толстопленочная технология не могла удовлетворить требованиям точности, стабильности качества и надежности элементов. Однако с развитием этой технологии были найдены методы и материалы, которые позволили эффективно конкурировать с тонкоплёночной технологией. Для иллюстрации в таблице 1 сопоставлены основные параметры полупроводниковых, тонко- и толстопленочных резисторов.

Таблица 1.- Некоторые характеристики полупроводниковых, тонко- и толстопленочных резистивных элементов ИМС.

Наименование параметра

Значение параметров резисторов

полупроводниковых

тонкопленочных

толстопленочных

Точность номинала,

%

0,2..0,5

0,005. .1,00

0,1. .1,0

Стабильность характеристики в течение года

2-Ю-4. .0,01

2-10-5..0,01

0,05..1,0

ТКС, 10-60N-'

500..2000

1,0.. 100

100. .500

Сопротивление, кОм

Ю-3. .20

5-Ю-3. .50

10-3..103

Удельное поверхностное сопротивление, Ом/м2

1..104

1..105

10. .10*

Допустимый уровень мощности, Вт/см 2

0,2

0,5

3

Общая точность конструкции, %

0,01

0,1. .2,0

1..10

Толщина слоя, м

ю-7..ю~б

10 Л. 10 5

ю-4.. ю-3

Стоимость оборудования, относ, ед.

100

10

1

Обращение с готовой подложкой

Очень осторожное

Осторожное

Без особых предосторожностей

Минимальная ширина линии, м

10 ~7

ю-5

10-4

Проигрыш в точности толстопленочной технологии нивелируется существенным выигрышем в простоте и экономичности процесса.

Процесс изготовления ИМС при использовании однослойной подложки (простейший случай) начинается с очистки ее поверхности и изготовления трафаретов. Затем методом шелкографии наносят через трафарет требуемый рисунок слоев. После каждого цикла нанесения соответствующего слоя он обжигается для закрепления его на подложке и придания заданных свойств материалу слоя. Поскольку температуры обжига проводящих, резистивных и диэлектрических паст различны, то последовательность нанесения слоев должна быть вполне определенной. Сначала наносится проводящая паста, образующая проводники, контактные площадки и нижние обкладки конденсаторов, а затем—паста для диэлектриков конденсаторов и изоляции возможных пересечений проводников. Третьим слоем наносятся верхние обкладки конденсаторов и пересекающиеся проводники. Наконец, наносятся резистивные пасты, если температура их обжига наименьшая. После изготовления пассивных элементов ИМС производится лужение контактных площадок и подгонка значений электрофизических параметров до номинальных.