Московский Энергетический Институт

(Технический Университет)

ОАО НПП «Сапфир»

Часть 2

Выполнил: ст. гр. ЭЛ-15-05

Шитов А.Е.

Проверила: Шеметова В.К.

Москва.

2009 г.

Основным направлением деятельности предприятия является разработка и изготовления радиационно-стойких полупроводниковых приборов и интегральных микросхем на основе технологии КНС (кремний на сапфире). В частности, изготавливаются микропроцессоры для приборов, работающих в космосе, баллистических ракетах.

Предприятие осуществляет разработку и изготовление дискретных и интегральных прецизионных стабилитронов, оптоэлектронных приборов, таких как светоизлучающие диоды, фотодиоды, оптопары, СВЧ диодов, многоразрядных индикаторов, волоконно-оптических линий связи.

Кроме производства БИС в НИИ “Сапфир” ведутся работы по разработке и налаживанию производства полупроводниковых приборов по новейшим технологиям таких, как OLED и производство сверхярких диодов особенно с синим свечением.

В технологии OLED (organic light emitting diode — «органический светоизлучающий диод») для производства дисплеев используются полимеры с особой молекулярной структурой, которые способны излучать свет при подаче электрического напряжения, что избавляет от необходимости в подсветке, как у ЖК-дисплеев. Световые лучи, проходя сквозь красный, зеленый и голубой слои, преломляются и образуют на экране цветные точки. Рабочие образцы OLED-дисплеев были созданы довольно давно, но широкому применению долгое время мешало малое время "жизни" органических панелей.

По сравнению с TFT LCD, OLED-дисплеи более яркие, они тоньше, отличаются лучшей контрастностью, работают от малых входных токов и, по прогнозам аналитиков, смогут заменить жидкокристаллические дисплеи в ближайшие 5-10 лет, при условии преодоления всех проблем, связанным с их массовым производством.

Рассмотрим процесс производства готовых микросхем. Процесс состоит из двух частей - это создание мягкого корпуса и создание кристаллов КНС, монтируемых в корпус.

Создание мягкого корпуса. Преимущества таких корпусов в том, что они легкие и тонкие. Материал корпуса – алюминий-полиимид (пластмасса своеобразных свойств: может выдерживать до 300⁰С).

Процесс изготовления такого корпуса происходит в несколько стадий.

Первая стадия: рулон алюминий-полиимида отмывают в растворе щёлочи, промывают водой и просушивают

Вторая стадия: Методом окунания негативный фоторезист наносится на обе стороны плёнки толщиной 1 мкм.

Третья стадия: Экспонирование. Оно проводится излучением УФ – диапазона с двух сторон, разрешающая способность 30-35 мкм.

Четвертая стадия: Проявка рисунка в уайт-спирите и просушка ленты.

Пятая стадия: Травление полиимида при 127⁰С.

Шестая стадия: Нанесение защитного лака на полиимид.

Седьмая стадия: Травление алюминия. Оно проводится при 60⁰С в течение 2-4 минут при визуальном контроле.

Восьмая стадия: Удаление фоторезиста. Фоторезист удаляется в горячей концентрированной уксусной кислоте при 70⁰С, в которой выдерживается 10 минут, после промывается.

Девятая стадия: Имидизация. Отжигание полиимида проводят при температуре 300⁰С в течение часа.

Десятая стадия: Лента разрезается на части.

Одиннадцатая стадия: Проводится контроль годности. (Выход годных составляет примерно 9%).

Применение гибкого носителя позволило:

• автоматизировать производство БИС и их монтаж у потребителя;

• отказаться от применения золота;

• повысить надежность БИС;

• увеличить стойкость к неблагоприятным внешним воздействиям.

Создание кристаллов по технологии КНС:

1. Очистка поверхности сапфировой пластины от загрязнений.

2. Выращивание на поверхности пластины слоя монокристалла кремния.

3. Использование фотолитографии для формирования нужной структуры на поверхности кремния. Фотолитография проводится в течение двух- трёх часов на установке ИЛУ-2, в которую помещают 8 подложек.

4. Защита полученной структуры.

5. Контроль качества пластины, который проводится с помощью зонда-автомата. Проверяют статические, динамические параметры, статическую память.

6. Резка пластины на кристаллы осуществляется с помощью алмазного диска.

Создание кристалла КНС производится согласно приведенному технологическому маршруту:

Итоговый контроль проводится по статическим, динамическим параметрам, затем микросхемы проходят электротермотренировку в течение суток при температуре 125⁰С. Затем проходят климатические испытания при низких и высоких температурах, и заново измеряются статические и динамические параметры, статическую память.