03 (Ответы в ворде)

0 3. Конструкция и структуры тонкопленочных проводников и пассивных элементов микросборок. Материалы, размеры, характеристики, основные расчетные соотношения. Виды технологических операций формирования структуры пленочных резисторов.

Основными элементами тонкопленочной интегральной микро­схемы являются резисторы, конденсаторы и соединительные проводники.

Рис. 15.1. Тонкопленочные резисторы:

а - прямоугольный; б - составной из прямо­угольных полосок;

в - меандр; г - змейка

Конденсаторы получают в виде трехслойной структуры (рис. 15.2, а) проводник – диэлектрик - проводник. При этом нижняя обкладка 2 конденсатора выходит за периметр верхней обкладки 3, а периметр диэлектрической пленки 1 выходит за периметр нижней обкладки. Это исключает возможность замыкания обкладки и устраняет погрешность от их смещения. Для конденсаторов небольшой емкости (десятки пикофарад) обкладки конденсаторов выполняют в виде двух взаимно пе­ресекающихся проводников 1, разделенных пленкой диэлектрика 2.

Р ис. 15.2. Тонкопленочные конденсаторы: а - повышенной емкости; б - небольшой емкости

Основная расчетная формула сопротивления плёночного резистора:

Свойства тонких пленок

; -макисмальная мощность рассеивания резистором.

Конструкция тонкоплёночного резистора.

Термическое напыление в вакууме.

Рис. 15.15. Установка многооперационного типа для напыления в вакууме:

1 – подложки; 2 - диск с масками; 3 - экран; 4 - резистивиый испари­тель; 5 - карусель с подложками; 6 - нагреватель.

У становка для напыления в вакууме (рис. 15.3) состоит из плос­кой плиты 6, на которой устанавливается стеклянный или метал­лический колпак 9. В последнем случае он снабжается смотровым стеклом. На плите предусмотрены два изолированных вакуумплотных вывода 4 для питания испарителя 3. На некотором расстоя­нии от испарителя помещается подложка 10, на которую наносится тонкая пленка. Подложка нагревается и до достижения заданного режима закрыта заслонкой 1.

Рис. 15.3. Установка для терми­ческого напыления в вакууме:

1 - заслонка; 2 - испаряемый матери­ал: 3 - испаритель; 4 - вакуумплотные выводы;

5 - герметизирующая прокладка; 6 - плита; 7 - присоедине­ние к вакуумному насосу;

8 - изоля­тор выводов; 9 - колпак; 10 - подлож­ка; 11- держатель подложки; 12 – нагреватель.

Физическими процессы; области образо­вания пленки: 1) перевод напыляемого материала в парообразное состояние; 2) перенос пара от источника испарения к подложке; 3) конденсация пара на подложке и образование пленки.

К онструкция испарителей с косвенным подогревом показана на рис. 15.5, а - в. При небольших количествах испаряемого металла применяют V-образные, W-образные, волнообразные и спираль­ные испарители. Испаряемый металл в виде загнутых кусочков про­волоки или полосок листового материала насаживается на подогреватель при про­пускании тока ку­сочки испаряемого ­ материала расплав­ляются и смачивают подогреватель; смачивание и поверхностное натяжение удерживают рас­плавленный металл на поверхности по­догревателя.

Рис. 15.5. Проволочные испарители с косвенным подогревом:

а – V-образные; б - W-образные; в – волнообразные

Р ис. 15.6. Схема электронно-лучевого испарителя:

1 - катод; 2 - фокусирующая катушка; 3 - поток электронов; 4 - отклоняющая сис­тема;

5 - подложка; 6 - поток пара мате­риала; 7 - охлаждаемый держатель;

8 - ис­паряемый материал

Рис. 15.9. Установка для ионноплазменного распыления:

1 - нагреватель: 2 - держатель под­ложки: 3 - подложка: 4 - анод; 5 - колпак;

6 - плита; 7 - присоединение к вакуумному насосу; 8 - подвод ар­гона;

9 - токопровод; 10 - катод (ми­шень); 11 - ион аргона; 12 - атом ме­талла;

13 - термокатод

Рис. 15.10. Магнетронное распыление (диодный класс):

а - магнетрон с плоским катодом; б - схема бомбардировки катода; 1 - подложка;

2 - ней­тральный атом; 3 - электрон: 4 - ион; 5 - плаз­ма; 6 - темное анодное пространство;

7 - анод; 8 - темное катодное пространство

Жидкие фоторезисты наносят погружением (окунанием), поли­вом с центрифугированием, накатыванием ребристым роликом и другими способами.

Погружение (рис. 12.11, а) является самым простым способом, который дает возможность получить слой фоторезиста на двух сто­ронах платы.

Плата 7, закрепленная в держателе 6, погружается в сосуд 8 с фоторезистом. Держатель связан с блоком движения, снабженным электродвигателем 1, который через редуктор 2 вращает шкив 3. При этом ползун 5 перемещается в направляющих 4. Блок движе­ния уравновешивается грузом 9. Толщина получаемых слоев фото­резиста зависит от скорости, с которой плата извлекается из ванны. Для получения толстых слоев используют многократное окунание с промежуточной сушкой каждого слоя.

Рис. 12.11. Методы нанесения жидкого фоторезиста:

а - погружением; б - центрифугированием; в - накатыванием ребристым роликом

Поливом с центрифугированием можно получить почти беспо­ристое покрытие. Плату устанавливают на планшайбу 1 (рис. 12.11, б), которая получает вращение от электродвигателя 5 через зубчатые колеса 4, шкив 3 и фрикционный ролик 2. Изменяя рас­стояние между роликом и осью вращения планшайбы, можно регу­лировать частоту ее вращения. Фоторезист наносят во время первых оборотов центрифуги, а затем частоту вращения увеличивают. Тол­щина получаемого покрытия зависит от вязкости фоторезиста и частоты вращения центрифуги. Для получения тонких пленок используют высокую частоту вращения, при этом необходимы фото­резисты с достаточно низкой вязкостью. Толщина слоя обычно со­ставляет от 2 до 4 мкм, а неравномерность толщины 0,5 ... 1,0 мкм.

Накатывание фоторезиста ребристым роликом, (рис. 12.11, в) обеспечивает большую равномерность нанесенного слоя. Канавки на поверхности ролика служат резервуаром для фоторезиста.

Недостатки жидких фоторезистов - малая толщина и неравно­мерность слоя покрытия, большая трудоемкость процесса нанесения и невозможность его использования для нанесения на платы с от­верстиями.