Загальна схема технологічного процесу виробництва імс

06.02.12

1

2

3

4

5

6

7

1 – виготовлення та обробка підкладок; 2 - створення плівок шарів на поверхні чи в об’ємі; 3 – створення рельєфу, з’єднань, активних і пасивних елементів ; 4 – виготовлення з’єднань, активних і пасивних елементів; 3 та 4 об’єднує літографія; 5 – проміжний контроль параметрів мікросхеми; 6 – збірка, корпусування імс ; 7 – кінцевий контроль параметрів.лит и з поверхні будь-які види

Підкладки гібридних ІМС. Роль: механічний носій плівкової схеми, тепловідвод. Тому при створенні таких підкладок мають на меті створення якісної поверхні, механічну міцність. Технологія виготовлення таких підкладок порошкова металургія. Матеріали порошків – оксиди металів. На приклад – ситал. Це суміш порошків діоксину кремнія та корунду(Si2O3 I Al2O3). Методами порошкової металургії поверхня має 14 класс чистоти(за старим гостом), за новим – 0,05мкм – виступи на поверхні. Ще одна особливість – велика крихкість. Перед нанесенням на поверхню таких підкладок плівок їх піддають обробці . Ця обробка повинна види забруднень та наслідків операцій. Як правило – це промивка підкладок у хімічних реактивах.

Підкладки твердотальних(напівпровідникових).

Сьогодні для напівпровідникових ІМС в усьому світі використовують монокристали кремнія(Si). були наміри використовувати монокристали бінарної сполуки Арсенид галія(GaAs). Його рухомість носіїв заряду більша рухомості електронів кремнію. Прогрес у цьому напрямку було доведено серійним виготовленням мікросхем. Але далі справа не пішла.

Монокристал і полікристал. Полікристалічні злитки містять(створюються) у своєму об’ємі мікро і монокристали, орієнтовані свавільно у цьому об’ємі.

Монокристалеві злитки - це оди із таких мікро-монокристалів, вирощений до об’єму великого монокристалічного злитку. У полікристалі у кожному мікрообємі є анізотропія властивостей. Тому ми використовуємо монокристали кремнію.

Етапи виготовлення.

• мати чисту шихту(руду) в металургії; видалення домішок;

• створення чистого полікристалічного кремнію;

• з полікристалу роблять монокристалічні злитки. Для цього є 2 методи. Перший метод – чохральського. Другий – зонної перекристалізації чи Пфанна.

Перший – у спеціальних тиглях створюють розплав полікристалу з температурою 1240 градусов, потім створюють затравку. Все це відбувається в печі з цією температурою і в середовищі інертного газу(аргону). Динаміка процесу зрощування така: тігель обертається за швидкістю 1-2 оберти за хвилину, у іншому напрямку обертається затравка з такою ж швидкістю, затравка піднімається зі швидкістю 0,1-0,2 мм за хвилину. Всі ці пересування необхідні для того, щоб частини були однорідні.

1 – тігель(графіт чи алунт); 2 – розплав полікристала сіліціума; 3 – затравка(маленький монокристалик з певною орієнтацією граней); 4 – піч(може бути й ВЧ). В результаті витягується монокристалічний злиток, який має певну кристалографічну орієнтацію. Діаметр монокристала – 120-500 мм., довжина злитка до 1000мм. Легування(керування електрофізичними властивостями злитків відбувається шляхом додатку у дії певних домішок у певній кількості).

2 метод: 1 – полікристалічний кремній, 2 – індуктор ВЧ нагрівача, 3 – розплавлена зона злитку. 2,3 перемішуються зі швидкістю 0,1-0,2 мм за хвилину. Сторонні домішки розчинюються у 3 і відтісняються до кінця злитку. Цей процес повторюється 5-6 разів. Збагачена домішками частина відрізається і лишається чистий злиток. Злиток розрізають на пластини 0,6-0,7мм стальними нитками по 0,2 мм, подається алмазний порошок в 3 ємкості і злиток розрізається на пластини.

Останній етап – створення необхідного стану в поверхні підкладки. Для цього використовується механічна шліфовка поверхні – 1- чи 2-стороння. Це беруть шліфувальник, де використовується чугун чи скло. На неї закріплюється підкладки на спеціальних шайбах. Підкладка обертається в одну сторону, шайби в іншу . Всі сліди зішліфовуються.

Остання операція полірування. Поліруючі матеріали – штучна замша, батист і алмазні пасти мілкої фракції. В результаті отримуємо мікросхему.

2-й етап.

Для виготовлення елементів ГІС(а також напівпровідникових ІМС) використовують плівки різних матеріалів(метали, діелектрики, напівпровідники). Для значної кількості ГІС використовують тонкі плівки провідників і діелектриків. Поняття «тонка плівка» - це умовне поняття. Вона має наувазі певні фізичні властивості цього об’єкта.