РПЗ (1058799), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

< кр , следовательно, модель признаем адекватной.Итак, полученная математическая модель имеет вид: = 27,25 − 9,751 + 14,752 − 7,251 230ВыводПроанализировав полученную математическую модель процесса нанесениятонкого слоя меди на керамическую подложку магнетронным методом, мы установили,что наиболее значимым фактором оказался2 – время нанесения (время работымагнетрона), а наименее значимым – взаимодействие фактора 1 – мощность магнетрона сфактором 2.4.3 Фотолитографический метод [8]Суть фотолитографического метода заключается в нанесении пленки на всюповерхность подложки и в последующем вытравливании участков, незащищенныхфоторезистом.

Данный метод имеет большую точность относительно масочного метода ипозволяет получить конфигурацию резисторов любой точности, однако он значительносложнее. Фотолитографические методы формирования функциональных структур вобщем виде имеют следующий набор операций:– нанесение на подложку функционального слоя;– нанесения фоторезиста;– экспонирование через шаблон;– удаление облученных или необлученных участков фоторезиста;– травление функционального слоя;– удаление остатков фоторезиста;Существуют несколько основных вариантов организации фотолитографическогопроцесса, представленных на Рисунке 4.Рисунок 27 – Основные методы фотолитографии31Вслучае«одинарной»фотолитографииполучениеконтуровэлементовпроизводится сразу после нанесения каждого тонкопленочного функционального слоя.При использовании «двойной» или селективной фотолитографии формирование структурпроисходит непосредственно после нанесения всех слоев структуры.

В случае обратнойили «взрывной» фотолитографии резистивную маску формируют на подложке доформирования функционального слоя, ограждая или экранируя участки подложки отосаждаемого материала, а организация топологии происходит за счет удалениярезистивной маски.При производстве ГИС в случае, когда ИС содержит проводники и резисторы издвух различных (высокоомного и низкоомного) резистивных материалов, согласно[4]рекомендован следующий технологический маршрут:поочередное напыление пленок сначала высокоомного, затем низкоомного резистивныхматериалов;– напыление материала проводящей пленки;– фотолитография проводящего слоя;– фотолитография низкоомного резистивного слоя;– фотолитография высокоомного резистивного слоя;– нанесение защитного слоя.4.3.1Математическое обеспечение построения модели бокового подтрава [8]В простейшем случае профиль сечения проводника представляют в виде трапеции(Рисунок 6).Рисунок 28 – Простейшая модель представления профиля сечения проводника32Однако, для того чтобы разработать уточненную модель, нужно ознакомиться среально получившимися профилями проводников.

Они представлены на рисунках 7 и 8соответственно.Рисунок 29 – Профиль сечения медного проводникаРисунок 30 – Профиль сечения медного проводникаПредположимдвевозможныемоделипрофилясеченияпроводника,представленных на рисунке 31 и 32 соответственно.Рисунок 31-32 – Профиль поперечного сечения медного проводника по первой ивторой моделиРассмотрим первую модель профиля и рассчитаем площадь ее сечения. Для началазададим функцию, которая описывает боковую сторону проводника, и изобразим ее нарисунке 31.33Рисунок 33 – Функция описания вида боковой стороны профиляЭта функция является параболой с вершиной в начале координат.y  ax 2(1)h  a (0,5h) 21a0, 25h(2)Найдем коэффициент a.Разобьем площадь профиля на 3 элемента: прямоугольник и две криволинейныеплощади.Рассчитаем криволинейную площадь под веткой параболы.0,5 hS1 0ax 2 dx 1 0,125h3 0,17h 20, 25h3(3)Рассчитаем площадь прямоугольной частиS2  hl(4)Площадь всего профиля будет равна1S р  2S1  S2  2  0,17h2  h(l  2  0,5h)  h 2  h(l  h)334(5)Рассмотрим вторую модель профиля и рассчитаем площадь ее сечения.

Для началатак же зададим функцию, которая описывает боковую сторону проводника, и изобразимее на рисунке. 12.Рисунок 34 – Функция описания вида боковой стороны профиляЭта функция является параболой с вершиной в центре координат.y  ax 2(6)Найдем коэффициент a.20,5h  a ( h) 239a8h(7)Разобьем площадь профиля на 3 элемента: прямоугольник и две криволинейныеплощади.

Рассчитаем криволинейную площадь под веткой параболы.S1 1h32 ax dx 0S2 2h39 1h31 2h8h 27  3 72ax 2 dx 09 8h31 h28h 27  3 9(8)1Sк  S1  S2  h 28Рассчитаем площадь прямоугольной частиS2  hl35(9)Площадь всего профиля будет равна11S р  2Sк  S2  2  h2  h(l  2  0,5h)  h 2  h(l  h)84Запишемформулудлярасчетасопротивленийструктур,(10)полученныхвсоответствии с разработанными моделями и формулу для идеального сопротивления (вслучае полного отсутствия бокового подтрава).Формула для расчета идеального сопротивленияRи  lSи(11)Формула для расчета сопротивления с боковым подтравомRp  lSp(12)4.4 Выбор режима отжигаРезистивные пленки, получаемые осаждением в вакууме, обладают повышеннойконцентрацией дефектов, а наличие большой активной поверхности благоприятствуетинтенсивному протеканию процессов деградации.

Управление свойствами резистивныхэлементов достигается в процессе термообработки, при которой могут протекатьследующие структурные изменения: отжиг дефектов, срастание отдельных зерен икристаллизация, окисление, фазовые переходы и уплотнение пленок. Операциитермообработки в зависимости от решаемой задачи можно разделить на две основныегруппы: формирующий отжиг, в результате которого достигается требуемое сочетаниевеличины удельного сопротивления (ρs) и температурного коэффициента сопротивления(ТКС), и стабилизирующий отжиг, определяемый так же, как искусственное старение,термотренировка, термостабилизация .

Рассмотрим основные факторы, определяющиевыбор условий проведения формирующего отжига.Условия отжига определяются рядом характеристик, к которым, в частности,относятся: давление окружающей среды (этот параметр может меняться от величин,характеризующих высокий вакуум, до значительно превышающих атмосферное – 103...2*108 Па) [1]; наличие на поверхности обрабатываемой резистивной пленкидополнительных слоев, как изменяющих свои свойства в процессе отжига, так илимитирующих воздействие внешней среды; продолжительность отжига (как правило,основные изменения параметров пленки происходят в первые минуты отжига, а остальное36время термообработки связано с релаксацией механических напряжений послезавершения структурных превращений). Основными же условиями отжига являютсятемпература и скорость ее изменения. Выбор этих параметров проводится в зависимостиот физико-химических свойств подложки и резистивного материала, конструктивнотехнологического решения тонкопленочных резисторов.Наиболее характерные температуры обработки для различных резистивныхматериалов, применяемых в микросборках, составляют 423...773 К Выберем T=700 К,t=10 мин.Скорость нагрева или охлаждения подложек ограничивается их термостойкостью, т.е.перепадом температур ΔT между отдельными частями подложки, при котороммеханические напряжения, вызываемые тепловым расширением, становятся равнымипределу прочности подложечного материала.4.5 Расчёт профиля распределения интенсивности [10]Расчет проводится в предположении, что окно на фотошаблоне представляет собойдлинную узкую щель.

В этом случае окно можно считать одномерным. Сам расчёт вприложении А.Рассчитан профиль распределения интенсивности в микроизображении, формируемомконтактной фотолитографией с параметрами, заданными в таблице, где W - ширина окнана фотошаблоне, z - микрозазор, λ - длина волны актиничного излучения.5Подбор оборудованияПодбор оборудования для нанесения тонкопленочных покрытий, ионноготравления и отжига осуществим исходя из годового выпуска.Положим годовой выпуск изделий 2500 шт/год.Тогда за смену необходимо производить 2500/250 = 10 шт.Длительность технологического процесса 10 часов. Самая долгая операция 60 мин,если загружать каждые 60 мин по кассете, то можно выпускать 8 кассет за смену, принепрекращающейся работе. Необходимо за 1 технологический процесс производить 1изделие. Соответственно выбираем оборудование, в которое можно загрузить 1 подложкуразмерами 100х100 мм.37Автоматизированная установка нанесения МАГНА ТН200-01 [6]Рисунок 35 – Фотография установкиМагнетронное распылительное устройство планарное с мишенью Ø280 мм илимультикатодное с мишенями Ø100 мм.ВЧ-очистка подложек перед нанесением слоёв.Шлюзовая камера загрузки – выгрузки пластин (подложек) до Ø200 мм (200х200мм).Безмасляная система откачки (турбомолекулярные или криогенные, форвакуумныенасосы).Микропроцессорная система управления.Возможность встраивания в «чистую» комнату.Возможность объединения в кластерный комплекс - стыковка отдельных установокчерез шлюзовую камеру или с платформой транспортно-загрузочного модуля.Установка плазмо-химического и ионно-химического травления Caroline PE15 [7]Рисунок 36 – Фотография установкиКоличество и размер подложек, обрабатываемых за 1 цикл: 3 шт.

подложек 100х100 мм,38Но шлюзовая система загрузки, что сокращает время обработки из-за отсутствиянеобходимости откачки камеры каждый раз для проведения процесса.субмикронное скоростное травление диэлектриков (SiO2, Si3N4) со скоростямипорядка 1 мкм/мин., включая пьезокварцевые подложки на глубину более 100 мкм.;травление металлов, в том числе и чисто ионное травление золота, меди и другихметаллов, не образующих летучих соединений.

Травление производилось черезрезистивные и металлические маски (скорость травления по золоту более 0,2мкм/мин.);Конструкция установки позволяет применение «криогенного стола». Скоростьтравления кремния ограничена только откачными средствами и в одном из вариантовпроцесса достигала 5 мкм/мин.;Установка термической обработки пластин и материалов в высоком вакууме игазовой среде НИИТ [6]Рисунок 37 – Фотография установкиКоличество и размер подложек, обрабатываемых за 1 цикл: 5 шт. подложек 100х100 мм.39ВыводыРазработанатехнологияизготовлениямикрокоммутационнойплатыстонкопленочными резистивными элементами.Проведен анализ применяемых для создания плат материалов, выбраны наиболееподходящие.Выполненрасчетивыбранаформарезистивныхэлементов,удовлетворяющих требуемым параметрам.Проведен анализ современных методов литографии и их применимости для созданиямикрокоммутационной платы.

Выбран метод двойной литографии.Проанализированы способы травления тонкопленочных металлических покрытий,выбран Si-CARL процесс с использованием ионно-химического травления изоляционногослоя и ионного способа – для металлизации.Проанализированы и выбран способы нанесения тонкопленочных покрытий дляформирования резистивных элементов и металлизации.Проанализированы методы нанесения тонкопленочного покрытия. Проведен расчетравномерности толщины покрытия при использовании точечного и дискового источников.Создана математическая модель зависимости толщины покрытия при нанесениимагнетронным методом от энергии распыления и расхода газа.Проведен подбор оборудования для заданного выпуска изделий.40Список литературы1.

Характеристики

Список файлов курсовой работы