В.Г. Блохин - Современный эксперимент (1062943), страница 40
Текст из файла (страница 40)
с )!а= ~~', )(г+Сз, (7.!8) г=! где )(з — резулыпрующая погрешность сопротивления резисторов для некоторого определенного значения расстояния 6 от центра подложки до ее периферии; Я;— случайные частные слагаемые погрешности сопротивления резисторов, распределение которых цодчинсно гауссовскому закону согласно условиям центральной мредельной теоремы; Се — значение суммы систематических частных слагаемых, закономерно меняющихся согласно некоторой функции а(6).
Группа слагаемых К включает погрешности воспроизведения удельного сопротивление тонкг~й пленки, случайный разброс геометрии резисторов и т. д. Каждое из случайных слагаемых, н свою очередь, зависит от погрензностсй процесса конденсации и роста пленки, состояния поверхности подложки, процесса фотолитографии и т. д. Число зтих слагаемых велико (при теоретическом рассмотрении устремлено к бесконечности). Большинство из ннх слабо взаимозависимы.
Среди зтих слагаемых пет доминирующих. Следовательно, можно считать, что онн подчинены условиям цснтральнов предельной теоремы и распределение их близко и гауссовскому с параметрами ар и ое. Второе (неслучайно) слагаемое Сз в сумме [?.18) является систематическим (закономерно мшшющпмся) отклонением сопротивления пленки в направлении от центра подложки к се периферии, что можно подтвердить анализом процесса осаждения пленки при тсрмовакуумном напыленнн, На рис. 7.28 показана схема расположения падаожки и испарптеля прп термовакуумном напылении Если подложка параллельна поверхности испарнтеля (9~=-0), то для поверхностного источника, размеры которого малы по сравнению с размером ппдложки, изменение толщины пленки в зависимости от расстояния 6 при данном г(, Ь = пи(з/му (бз+ 6') ', (7.19) где т — масса испаряемого вещества; у — плотность испаряемого вещества.
Сопротивление товсопленочного резистора; р Р= —— л Ь (7.20) з.де р — удельное сопротивление пленки, которое прп толщине пленки, ббльшей критической, можно считать практически постоянным; ! и Ь вЂ” длина и ширина ззезистора. Подставляя (7.19) в (7.20), получаем закон изменения сопротивления резистипной пленки и зааясвзкютв от расстояния Ь: Я 4(,!з ! Ьх)з г(г Л =- нур1! шЬ. (7.21! где Из (7.21) видно, что с увеличением расстояния от центра подложки до периферии сопротивление тонкопленочного резистора растет по параболическому закону.
Выражение (7.21) является аналогам фуикцви а(() в рассмотренной выше (зазновндпос'гн теоретической схемы суммы (7.7]. Найдем закон распределения градиентной погрешности сопротивления пленки прн параболическом его изменении от дентра подложки к га периферии. Предположим, что на всю подложку иапылеиы в достаточно болыпом колачества топкоплспогпыг рсзнгторы О и видно, что распределения сопрптнвлеппй резисторов, расположенных в окрестности лншгй равной толщины (штрпховые окружности на рнс.
7.28), являются мгновенпымп Лналиюшеское нх выражение моясет быть представлено гауссовским законом с постоянныы а=-оз н средним .значением аз = аз+ См яде ае — среднее значение распределения сопротивления при 6 близком к нулю 173 Градиентная погрешность сопротивления таких резисторов описывается тео- .Г.", ретлческой схемой суммы вада да б~ >с(г с)у Ж> >о 1 », маб Рис, 7,28. Схема раси>- ложсяии подложки и испарителя при термовакуумном напылении: > — иадлажкк; у — н норм. толь; 3 - линии ронкоа тол>аким; а — расстоннне ат центра оодложкн до е« пе.
рнферни; сс — росстоюп>е от ноЛложкн Ло нсларктеля Рнс. 7.29 Скачкообразное изменение сопротивления резисторов от цс>жрз подложки до периферии: З вЂ” расстояние от центре нолложкк ло ее периферии; С вЂ” нрнрашенне сопротннленкн к настоянному М>слкему оо.
— — -- изменение Л оо сороаолнчсскому зенону Рис, 7.30 Сумиарозоппе мг>соаеняььт гясссовских р не предо .с>г>»с — и >снос>снмс роснродо. лоске Ч,с>а> - - соло " моро.с >.осла»ос" с. н» 174 (в о>срестнастп центра подложки); Со — прирапсеияс сопротивления к постоянному среднему ао при данком 6 в соответствии с законам (7.21). Допустям, что пзмсис иие )с>, следуя параболическому зжо>иу, проискал>п скачкообразно (рис. 7.29), т. е.
сопротивление от одной окружности к другой (линии равной тол>ципь>) ув»ли >инзстся дискретно через опредсчеиныс интервалы Лб, согда для антервала 6Л> теоретическим мгновенным распределением сопротивлении резисторов будет гауссояскпй закон с параметрами а,.=ао и ос= по+Со>, для интервала ббт — гауссовский заков с параметрами а,=по н ат= =-ооЧ-Сот п т.
д. Полное распределение срл()с) ваходнтся пс> правилу сложения нескольких гауссовских распределенных совокупностей. На рис. 7.30 изображено полное распределение Ч>к(А>) (сила>впая кривая) как результат суммирования мгнояенных распределений (>птриховые кривые). При суммировании необходимо помнить, что значении ордина~ мгновенных распределений ч>о()с) зависят от обьсма совакуп- т; Утз з=г ' з Еглз з-г 3! а ззу л, Рм ?1() лга Ет; ((Г 4? ((1 д урр лИ,рл б) г?у т( д Ет~ гм а) (Д и гу? Мд,рн 3) табл,бн г) Рис. 73! Гистззграимы по.шого распределения сопротивления резисторов иа отдельно взятых подложках прн различных расстояниях пт испвритгля до подложки: а] г1=150 мм1 б] г(=-200 мм; в) г(-250 мм; г) г(=-300 мм; т~ — число резисторов в соответствующем интервале; ~~?~ мз — обшее числа резисторов ва г ! подложке ности резисторов, т.
е, проиорпиональны величинам отдельных интервзлов. Как видно из рнс. 730, криная полного распределения з( з()7) по форме весьма напоминает прзвоасиммгтричиую эмпирическую кривуза, изобрщксиную па риг, 7.26,а, Используя выражение (7.10), можно показать, что прн параболическом (ускоренно возрзстазощем) взмепении функции а(1) все кривые подобного родя будут праиозсимметрнчны и тем больше отдаляться от гауссовского закона, чем выше параметр )., (см. рве. 7.?).
В тсхнологизз производства тонкопленочных микросхем важно прежде всего добиться максимальной равномерности толщины конденсата, т. е. минимальной градиентной погрезпностн паралзгтров интегральных компонентов, Для этого существует ряд способов, простейший из которых — увеличение расстояния г( от испарнтеля до подложки.
С ростом г( сводится к минимуму влияние систематического слагаемого Сд в сумме (7,13), что приводит к соотнетствующсму уменыпе. нию грздишпной погрешности, признаком которого служит приближение полного распределения ~рз()?) к гауссовскому закону. На рнс. 7.3! представлены гистограммы распределений сопротивлений резисторов на отдельно ваятых подложках, напыляемых на термовзиуумной установке при различных расстояниях исиаритель — подложка. Как видно из рисунка. с увеличением этого расстояния распределение по внешнему виду становится симнетрнчиес н как показала проиерка по критсршо Пирсона, близким к гаугсовско.
зм зз1 пир Однако излишне болыиое увеличение расгтоянии от пспзрнтеля до нодлаж кн ухудшзпг злокт(юфгыи юскив параметры топкой резистивпой пленки ввиду падения скорости се конлспсапии. Поэтому иа практике существует рял ги1лее действенных, но конст(зуктивно более сложных способов получении рвоитзгрпой тпш щпны конденсата (вршшипе подложек и пспарителев, применение сиеинальньгд вращающихся лнафрегм и т, д ) Нз рпс.
7.32 в качгст,ш примера приведены гистограмма расиргдсленкя со протнзлеинв резисторов в ззвигимопп среднего значении гопрптиплеиия резисторов )? пт б ирп срзе и1тыыиз пссплыппм р.нстпячин ш пя1зптгль -.ппдлоизкз и и зименззна лия *, ршм„ги пиз шиш' *' ~ризы, расположенной ме кду шип ппык- 1?б Рис 7,32, Гистограмма распределении сопротивления резисторов и аналог точиостной диаграммы пропесса при небольшом расстоянии от испарителя до подложки н применении диафрагмы специальной формы; ю~ — число речкстарок з соответствующем интервале; ~~к~ т — общее число рези. С 1 сторон ка подложке; Л вЂ” средкее заачезке сопротизлеиия резисторов «а лявидз рзкаоа толщккы з зависимости ат рзс.
стадная б от цектра подложки до ее пе- риферии шг Йлг о/ й5 д (Зр урб (уг (И я,ярм я,лряя (у У, 'тэ 'р р уг гр 73 3;л еым испарителсм н вращающейся подложной. Кан видно иа рнсуяиа, в данном случае распределенвя ~рз()7) весьма близко я гауссовскому закону, что говорит ,об отсутствии систематической составляющей градиентной погрешности сопротии. лепна резисторов, а средняя величина сопротивления резисторов постоянна прн изменгпви расстояния от центра подложки до периферии. В гибридно-пленочных микросхемах н мнкросборках широко применяются навесные бескорпусные транзисторы, диоды, полупроводниковые микросхемы н другие компоненты с жесткими столбиковыми нли шариковыми выводамн.
Такие компоненты с "предварительно облуженнымн выводами устанавливаются на облуженные контактные площадки пленочной микросхемы. Бесфлюсовой пайкой с косвенным импульсным нагревом осуществляется их соединение. Контактные площадки и коммутационные провод.ники облуживают, погружая их в ванну с расплавленным припоем.
'г(аибольгпий процент отказов микросхем после прнемосдаточаых испытаний приходится на соединения выводов активных компонентов с контактнымн площадками пассивной платы микросхемы, ~При этом основнымн видами дефектов являются срез основания вывода активнгн о компонента вдоль поверхности кристалла, отделение вывода активного компонента от контактной площадки пассивной платы из-за плохой пайки или отсутствие механической связи между выводами и контактной площадкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
