Получение необходимого рисунка пленочных элементов

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6

Необходимая конфигурация пленочных элементов формируется в результате использования следующих наиболее распространенных методов:

- съемной (свободной) и контактной маски,

- фотолитографии,

-комбинированного метода, основанного на одновременном использовании двух предыдущих способов.

После нанесения на подложку резистивного и проводящего слоя подложка имеет вид, представленный на рис 3.1.5.1

Рисунок 3.1.5.1 – Подложка с нанесенными слоями

Необходимо получить определенный рисунок из этих слоев на поверхности подложки

Рисунок 3.1.5.2 – Резистор на поверхности подложки

Для получения необходимого рисунка слоев служат операции литографии и травления. В процессе литографии на поверхности в соответствии с необходимой топологией схемы формируется защитная маска. Слово “литография” дословно переводится как рисунок на камне (лито - камень, граф - рисунок). При операции травления участки схемы, не защищенные маской, удаляются.

Количество операций литографии и травления зависит от количества слоев. Вообще говоря, в технологии микроэлектронных устройств литографические процессы наиболее часто повторяемы.

Литографические процессы формируют на поверхности слой стойкого к последующим технологическим воздействиям материала (защитную маску). Для этих целей на поверхность последнего нанесенного слоя наносится материал, который способен под действием облучения определенной длины волны необратимо изменять свои свойства и, прежде всего стойкость к проявителям. Этот материал носит название «резист». Резистный слой, локально облученный с помощью шаблона, обрабатывают в проявителе, где в результате удаления локальных участков получают резистивную маску, т.е. защитный рисунок.

Таким образом, литография - это совокупность фотохимических процессов, в которых можно выделить три основных этапа:

- формирование на поверхности материала слоя резиста;

- передача изображения с шаблона на этот слой (экспонирование);

- получение маски из резиста совпадающей по конфигурации с элементами схемы (проявление).

После получения защитной маски происходит операция травления, в результате которой участки проводящего и резистивного слоя, не покрытые защитной маской, удаляются в специальном растворе. Операции литографии и травления поясняет рис. 3.1.5.3. На этом рисунке отображены следующие этапы литографии и травления:

1-исходная заготовка (подложка с резистивным и проводящим слоями),

2-после нанесения резиста и его сушки,

3-экспонирование через шаблон 8 (1-ая литография),

4-после проявления резиста, удаления необлученных участков резиста и задубливания облученных участков резиста,

5-после удаления проводящего и резистивного слоев, не защищенных маской (травление) и удаления облученных участков резиста,

6-повторное нанесение резиста;

повторяются операции экспонирования (но уже через шаблон 9),

удаление необлученных участков резиста,

травление только проводящего слоя, удаление облученных участков резиста,

7 - конфигурацию пленочного резистора,

10-вид сверху.

В зависимости от длины волны применяемого излучения различают оптическую (фотолитография), рентгеновскую, электронную и ионную литографии. Причем, чем меньше длина волны, тем меньшие размеры элементов можно получить.

Фотолитография может быть контактной (шаблон при переносе изображения приводится в плотный контакт с фоторезистом), бесконтактной (на микрозазоре) и проекционной.

Рисунок 3.1.5.3 – Процесс литографии, при изготовлении пленочного резистора

При изготовлении данной ИМС целесообразно применить комбинированный метод, основанный на использовании принципов масочного и фотолитографического методов.

В этом методе масочный способ применяется для изготовления пленочных конденсаторов, а фотолитография используется для формирования конфигурации резисторов, проводников и контактных площадок. Типовой технологический процесс данного метода состоит из следующих технологических циклов:

1) первый цикл - напыление на ситалловую подложку (СТ 50-1), первого сплошного резистивного слоя;

2) второй цикл - нанесение поверх первого слоя второго слоя материала проводников и контактных площадок;

3) третий цикл – первая фотолитография для формирования конфигурации проводников и контактных площадок;

4) четвертый цикл – вторая фотолитография для формирования пленочных резисторов;

5) пятый цикл – используется метод съемной маски в непрерывном вакуумном процессе напыления нижних обкладок конденсаторов, диэлектрика конденсаторов, верхних обкладок конденсаторов
(см. рис. 3.1.4.1), а также формируется через соответствующую съемную маску защитный диэлектрический слой ИМС (в данном случае выбран негативный фоторезист ФН-108 с характеристиками, приведенными в таб. 1.6).

Заключительные технологические операции

После получения необходимого рисунка следуют заключительные операции:

- Лужение контактных площадок;

- Контроль и подгонка резисторов;

- Установка и распайка компонентов;

- Установка платы в корпус и распайка выводов;

- Герметизация;

- Выходной контроль [10].

Заключение

В ходе выполнения данной курсовой работы проведено ознакомление с основными задачами, принципами и направлениями современной микроэлектроники. Были изучены методы изготовления пассивных элементов, технологии изготовления элементов интегральных схем.

Приобретены навыки:

- построения электрических принципиальных, коммутационных схем в среде «Компас» и «Schematic»;

- составления перечня элементов в среде «Компас»

- расчета пассивных элементов ИМС;

- составления эскизов топологии элементов и ИМС в среде «Компас».

Для современного этапа развития интегральной электроники характерны тенденции дальнейшего повышения рабочих частот и уменьшения времени переключения, увеличения надежности, снижения затрат на материалы и процесс изготовления ИС. Снижение стоимости ИС требует разработки качественно новых принципов их изготовления с использованием процессов, в основе которых лежат близкие по характеру физико-химические явления, что, с одной стороны, является предпосылкой для последующей интеграции однородных технологических операций производственного цикла и, с другой стороны, открывает принципиальные возможности управления всеми операциями от ЭВМ. Необходимость качественных изменений в технологии и технического перевооружения отрасли диктуется также переходом к следующему этапу развития микроэлектроники — функциональной электронике, в основе которой лежат оптические, магнитные, поверхностные и плазменные явления, фазовые переходы, электронно-фононные взаимодействия, эффекты накопления и переноса заряда и др.

Критерием «прогрессивности» технологического процесса наряду с улучшением параметров и характеристик самого изделия является высокая экономическая эффективность, определяемая рядом частных, взаимосвязанных критериев, обеспечивающих возможность построения комплектов полностью автоматизированного высокопроизводительного оборудования с длительным сроком эксплуатации.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 56