Затраты на производство.
Тонкопленочная технология дешевле, чем полупроводниковая, но дороже, чем толстопленочная.
Тема 2
Элементы конструкций мэи.
Пластины и подложки.
Назначение пластин и подложек:
Основные конструкции на которых (или в которых) размещаются элементы и компоненты.
Изоляция составных частей друг от друга.
Теплоотвод.
По структуре могут быть:
Аморфные
Поликристаллические
Монокристаллические.
Мы имеем полупроводниковую интегральную микросхему. Для нее нужна полупроводниковая подложка, причем она может быть моно- или поликристаллической.
Гибридная ИМС (ГИМС). Для нее берем диэлектрическую подложку. Она может быть аморфной или поликристаллической.
Полупроводниковая ИМС→полупроводниковая подложка→монокристаллическая
↓
поликристаллическая
Гибридная ИМС (ГИМС)→диэлектрическая подложка→аморфная
↓
поликристаллическая
МСБ (микросборка)→металл + диэлектрическое покрытие (стекло, фарфор, тефлон)
Заготовки для полупроводниковых ИМС (полупроводниковые пластины) могут быть из самых разных материалов: кремния, германия арсенида и фосфида галлия, антимонида галлия и индия и др. Их применение определяется физическими (оптическими, термическими, термоэлектрическими и др.), а так же электрическими свойствами (удельное сопротивление, тип электропроводности, концентрация, подвижность, время жизни и диффузионная длина носителей заряда).
Для изготовления полупроводниковой ИМС используется материал КДБ 7,5/0,1-7,6.
К – кремний,
Д – дырочный тип проводимости,
Б – легируемый бором,
7,5 – объемное сопротивление,
0,1 – диффузионная длина,
7,6 – диаметр пластины.
Подложки тонкопленочных микросхем.
Требования к тонкопленочной подложке:
Минимальная шероховатость.
Зачем нужна минимальная шероховатость? Чтобы обеспечить однородность пленки по толщине.
Полупроводниковые и тонкопленочные подложки должны быть обработаны до 14-го класса чистоты (14-й класс чистоты: 250-500 Å).
Ситалл имеет класс 30 Å. Оптическое стекло 50 Å.
1 мкм=10000 Å
Высокая плоскостность (плоскопараллельность).
Цель: обеспечить высокое совмещение с маской.
Отсутствие пор.
Цель: исключить высокое газовыделение.
Высокая механическая прочность.
Цель: исключить растрескивания.
Совпадение ТКЛР (температурный коэффициент линейного расширения) подложки и материала пленки.
Высокая теплопроводность.
Термостойкость (до 500 °C).
Химическая стойкость.
Высокое электросопротивление.
В качестве основного материала применяется стекло, керамика, ситалл.
Материал
Класс чистоты обработки
Коэффициент теплопроводности, Вт×м-1×пр-1
ε
tgδ×10-4
Керамика
22×С
«Поликор»
«Брокерит»
Сапфир
12
14
14
14
≈10
≥35
125
35-40
10
до 9,8
до 7,0
до 10
≤6
1-2
1
1
Стекло С48-1
14
0,8-1,3
4-8
1-5
Ситалл:
Обладает высокой химическое стойкостью.
Дает небольшой объемную усадку.
Выдерживает до 700 °C
14
0,8-1,3
8-9
1-5
Элементы полупроводниковых ИМС.
Объемный резистор (R).
Диффузионный резистор.
Производственный допуск (±5-20).
Эпитаксиальный резистор.
Поликристаллический резистор.
Это резистор, который создает не в объеме, а на поверхности полупроводника закрытого пленкой SiO2 методами напыления.
Металлооксидный конденсатор (МДП-конденсатор).
Активные элементы.
Транзисторы.
Транзистор интегральной микросхемы.