Структура технологического процесса производства интегральных микросхем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Структура технологического процесса производства интегральных

микросхем

интегральный микросхема гибридный полупроводниковый

Интегральная схема (ИС) представляет собой многокомпонентное тело из слоевых композиций на поверхности или приповерхностном слое твердого тела (полупроводнике).

Вопросы разработки и производства ИС рассматриваются в микроэлектронике.

Наиболее важной проблемой при создании микросхем является разработка элементов совместимости друг с другом материалов со стабильными и воспроизводимыми характеристиками тонких слоев, а также последовательности технологических операций формирования многослойной структуры, при которой последующие операции не оказывают вредного влияния на характеристики ранее формирования слоев.

В зависимости от способа создания микросхемы делятся на два класса - гибридные ИС и полупроводниковые ИС.

Гибридная интегральная схема - миниатюрное электронное устройство, элементы которого нераздельно связаны конструктивно, технологически и электрически на поверхности диэлектрической (стеклянной, керамической) подложки.

В технологии ГИС пассивные элементы (резисторы, проводники, контактные площадки, конденсаторы, диэлектрические и изоляционные слои) изготовляют в одном цикле в виде металлических и диэлектрических пленок на поверхности подложки. Активные компоненты (диоды, транзисторы), а при необходимости также микроминиатюрные дискретные пассивные компоненты (конденсаторы, катушки индуктивности и т.п.) монтируются на поверхности подложки и соединяются другими элементами.

В зависимости от технологического процесса формирования пассивных элементов гибридные схемы подразделяются на тонкопленочные и толстопленочные.

Тонкопленочная технология - это последовательное нанесение на общее основание тонких (менее 1-2 мкм) пленочных проводников, контактов, резисторов, изоляторов с формированием микрогеометрии элементов и их соединений (топологический рисунок) или в процессе осаждения с помощью трафаретов (масок), а также с помощью селективного локального травления сплошных слоев материалов.

Толстопленочная технология - это последовательное нанесение через сетчатые трафареты и выжигание в керамические подложки паст резистивного, проводящего в диэлектрического назначения.

Проводящие и резистивные пасты представляют собой смесь металлического порошка стекла, выполняющего роль постоянного связующего, и органических жидкостей, обеспечивающих вязкость смеси. Металл обеспечивает образование проводящих (серебро, золото, платина, палладий и их сплавы) или резистивных (благородные металлы и их композиции с оксидами) дорожек.

Пасты для изоляционных слоев представляют собой смесь стекла и органических жидкостей. Сетчатые трафареты имеют очень малый размер ячеек (порядка 50 мкм). В соответствии с необходимой топологией схемы на некоторых участках трафарета ячейки заполняются эмульсией, пигментной бумагой или фоторезистором, предохраняющими подложку от попадания пасты на эти участки.

Полупроводники ИС получают путем целенаправленного локального изменения свойств материала полупроводниковой подложки, легированной примесью. Добавлением примесей в строго определенных местах и количествах можно изменять проводящие характеристики в материале подложки из полупроводников кремня и германия в очень широком диапазоне - практически от проводника до изолятора. Это свойство используется для получения в кристаллах как активных, так и пассивных элементов.

Базовой технологией создания полупроводниковых ИС является эпитаксиально-планарная технология, по которой поверхность полупроводниковой монокристаллической пластины в начале окисляют. Затем осуществляют локальное травление оксида слоя и через вскрытие в нем окна производят легирование полупроводника. Легирующие примеси диффундируют в подложку из газовой фазы при высокой температуре. Последующим окислением окна снова закрываются.

Последующими операциями технологического процесса являются: получение вакуумным напылением или фотолитографией металлических проводников, которые соединяют элементы схемы, и контактных площадок, отбраковка пластин по параметрам отдельных ИС, разрезка пластины на отдельные ИС, монтаж ИС в корпусе, соединение контактных площадок с выводами корпуса, герметизация.

Выбор конструкции и технологии интегральных схем обусловливается технико-экономическими соображениями. Толсто- и тонкопленочная технологии отличаются широкими возможностями реализации схем по точности элементов. Они характеризуются сравнительно низкой стоимостью подготовки производства.

Технологию полупроводниковых ИС применяют для изготовления изделий массового производства - цифровых схем ЭВМ, микропроцессов, электронных часов, счетных машин и т.п.

Размещено на Allbest.ru