Учебное пособие 800568

тура электролита 65 , плотность тока 1 мА/см2 и время нанесения составляет 16 минут [1].

При получении пленок золь-гель методом, сначала готовят раствор ацетата меди (Cu(CH3COO)2 × H2O) в изопропиловом спирте (C3H8O) 0,1 моль и перемешивают 60 минут при 20 . Покапельно добавляется 1 мл диэтаноламина ((CH3CH2)2NH) для стабилизации раствора. Затем снова перемешивают ещѐ 20 минут. Подложками выступают, предварительно очищенные, предметные стекла. Плѐнка наносится центрифугированием при 1500 об/мин. Далее 10 минут идет процесс сушки при температуре 250 и снова наносится пленка. Процесс повторяется до тех пор, пока не будет получено 8 слоев пленки. Последним этапом метода является отжиг образцов группами. Он происходит в квазизамкнутом объѐме при 300, 400,

500, 600 [2].

В методе спрей-пиролиза подложкой выступает так же предметное стекло, которое нагревают до 340 с помощью ИК керамического нагревательного элемента. Для создания аэрозоля был использован аэрограф OPHIR AC004A, сопло которого имеет диаметр 0,3 мм. Однако, для аэрографа необходимо давление воздуха, с обеспечением которого, помог безмасляный поршневой компрессор

AS186.

Синтезируются пленки из водного раствора хлорида меди (CuCl2 × 2H2O), молярное содержание меди в котором составляет 0,1 M. В качестве растворителя выступает дистиллированная вода объемом 200 мл. Далее, используя магнитную мешалку IKA RH basic 2, перемешиваем растворы полчаса при комнатной температуре. Последним этапом является изотермический отжиг длительностью 3 часа при температуре 500 .

Толщина тонких пленок измерялась на интерференционном микроскопе МИИ-4.

Удельное сопротивление пленок измерялось четырехзондовым методом.

С помощью спектрофотометра СПЕКС ССП-715-М были исследованы спектры пропускания и поглощения пленок CuOx.

На основе измерения зависимости пропускания T от длины волны был рассчитан коэффициент поглощения α. Далее по имеющимся данным была построена зависимость (αhν)2 от hν. Спектры пропускания и поглощения пленок CuOx, изготовленных

160

методом электрохимического осаждения, в координатах T(λ) и (αhν)2 = f(hν) представлены на рисунке 1 [3].

Пленки CuOx, изготовленные методом электрохимического осаждения, имеют параметры, приведенные в табл. 1 [1].

Пленки CuOx, изготовленные золь-гель методом, имеют параметры, приведенные в табл. 2 [2].

Рис. 1. Спектры пропускания и поглощения пленок CuOx, изготовленных методом электрохимического осаждения

Таблица 1 Электрофизические параметры пленок CuOx, изготовленных

методом электрохимического осаждения

161

На рис. 2 приведены спектры пропускания тонких пленок CuOx, изготовленных золь-гель методом, а на рис. 3 - их спектры поглощения.

Рис. 2. Спектры пропускания тонких пленок CuOх, изготовленных золь-гель методом

Рис. 3. Спектры поглощения пленок CuOх, изготовленных золь-гель методом

162

Спектры пропускания пленок, изготовленных методом спрейпиролиза, приведены на рис. 4, а на рис. 5 изображены спектры поглощения.

Рис. 4. Спектры пропускания тонких пленок CuOх, изготовленных методом спрей-пиролиза

Рис. 5. Спектры поглощения пленок CuOх, изготовленных методом спрей-пиролиза

163

Установлено, что пленки, изготовленные методом электрохимического осаждения, имеют пропускание более 1,5 %, золь-гель методом - более 50 %, а методом спрей-пиролиза – более 25 %.

Пленки, изготовленные электрохимическим осаждением, имеют удельное сопротивление 8,1×106 Ом×см, золь-гель методом - 206 Ом×см, методом спрей-пиролиза - 3,29×106 Ом×см.

Стоит акцентировать внимание, что в зависимости от способа синтеза пленок, значения проводимости, концентрации и подвижности основных носителей варьируются в широком диапазоне.

Литература

1.Рембеза С.И. Исследование свойств пленок оксида меди

(I)на поверхности ITO, синтезированных методом электрохимического осаждения / С.И. Рембеза, Д.С. Пермяков // Микро- и нанотехнологии в электронике. – 2019. Материалы XI Международной научно-технической конференции. - С. 423 – 426.

2.Пермяков Д.С. Исследование влияния температуры отжига на свойства пленок CuO, полученных золь-гель методом / Д.С. Пермяков, А.О. Левченко, А.А Карионова. // Воронеж: изд-во ВГТУ. - 2019. 59 научно-техническая конференция профессорскопреподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов ВГТУ: тез. докл. – 13 с.

3.Юлчиев Ш.Х. Использование пиролитических металлооксидных пленок для изготовления фотоэлектрических преобразователей энергии / Ш.Х. Юлчиев, С.И. Рембеза, В.Е. Полковников, Д.С. Пермяков, М.А Белых // Вестник ВГТУ. – 2019. Том 15. № 5. -

С. 72 - 77.

Воронежский государственный технический университет

164

УДК 621.382

Т.Г. Меньшикова, П.С. Панов

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА РАЗВАРКИ КОНТАКТОВ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ИС

Целью данной работы является исследование стабильности параметров ультразвуковой сварки методом «клин – клин» алюминиевой проволоки, влияния плазменной обработки на разрывные показатели и качественные характеристики сварного соединения без участия обработки и с использованием плазмы.

В настоящее время в современных СБИС и полупроводниковых приборах, у которых размер контактных площадок достиг микронных размеров, процесс присоединения проволочных выводов, контактных площадок корпуса, с контактными площадками кристалла занимает одну из самых сложных и трудоемких операций.

Прогресс в развитии методов формирования межсоединений позволил существенно снизить трудоемкость операций и добиться заметных успехов на пути к их полной автоматизации. Однако трудоемкость операции формирования межсоединений остаѐтся определяющей в процессе производства изделий микроэлектроники и для разных типов приборов составляет от 30 до 60 % всей трудоемкости сборки. При этом на долю разрушения межсоединений приходится и значительный процент отказов изделий при эксплуатации. Нужно учитывать все нюансы при формировании петли, подбора параметров и контроли качества разварки.

Одной из причин брака является загрязнение поверхностей корпуса и кристалла органическими и неорганическими частицами. Возникновение этих загрязняющих веществ возможно при наличии человеческого фактора, так же и при технологическом процессе при производстве ИС. Для устранения загрязнений с покрытия был разработан метод очистки в низкотемпературной плазме в смеси газов 90 % Ar + 10 % H2. Подложка помещается в камеру с плазмой, бомбардируя заряженными частицами, удаляется с нее загрязнения, а

165

система откачки удаляет их из камеры. Вторым плюсом данного метода является активация поверхности. После обработки подложки в плазме наблюдается улучшение адгезионных свойств что характеризуется уменьшением равновесного угла смачивания θ. Повышение адгезионных свойств подложки так же подтверждается экспериментальным путем при проверке методом сдвига кристалла и отрыва проволочного соединения.

Для обработки образцов применяется низкотемпературная, газоразрядная плазма, в установке плазменной очистки AP1000 при режимах, указанных в таблице.

Технологические режимы плазменной обработки

Было протестировано 5 одинаковых образцов со смонтированным кристаллом в металлокерамический корпус с золотым покрытием 3 - 5 мкм. Образцы изделий разваривались сначала до плазменной обработки, а потом после нее. На рисунке указаны результаты испытания проволочного вывода на отрыв.

166

УДК 621.382

Р.С. Гусев, С.А. Акулинин

АНАЛИЗ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РЕКО-8301 ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МОДУЛЕЙ CУПЕРКОНДЕНCАТОРОВ

В работе анализируется метод измерения электрической ѐмкости (С) и эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) модулей cуперконденсаторов и метод оценки ресурсов на основе циклов заряда-разряда.

Источники вторичного электропитания (ИЭП) на сегодняшний день играют очень важную роль в обеспечении работы радиоэлектронной аппаратуры, вычислительной техники, систем управления промышленным оборудованием, в том числе на железных дорогах. К числу основных характеристик ИЭП можно отнести электрические показатели, эффективность функционирования, масса - габаритные параметры, надежность и стоимость. Они служат для бесперебойного электропитания радиоэлектронных узлов и блоков аппаратуры, систем промышленной автоматики [1,2].

Стандартным методом определения ресурса модулей СК является применение циклов заряда - разряда СК. Этот метод применен в измерительных системах серии РЕК0-8301 и заключается в том, что сначала полностью заряжаем СК до максимального допустимого напряжения, а затем разряжаем до минимального значения напряжения. Количество циклов задаѐтся пользователем. Важно отметить, что в процессе испытаний автоматизированная измерительная система серии РЕК0-8301 производит измерения емкости и эквивалентного последовательного сопротивления модулей суперконденсаторов [3]. Технические данные автоматизированных измери-

168

тельных систем серии РЕК0-8301 для определения ресурса соответствует требованиям, установленным в IEC 62193-2 (таблица).

Основные технические характеристики автоматизированных измерительных систем серии РЕК0-8301

169