Коледов Л.А. - Технология ИС (1086443), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Наконец, технологией называется научная или техническая дисциплина, которая занимается выявлением суШности и закономерностей механических, физических, химических и других явлений с целью совершенствования сушествуюшей и разработки и внедрения в произволство новой более эффективной технологии каких-либо изделий, например технология машиностроения, технология микроэлектроники, технология полупроводников. Производство изделий микроэлектроники включает определенный ряд послеловательно и параллельно проводимых обработок— операций, выполняя которые постепенно из исходных материалов по- б лучают готовые изделия.
Технологическая операция — зто законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. Она характеризуется целенаправленным изменением исходного объекта (заготовки или полуфабриката) в процессе выполнения последовательных рабочих приемов — переходов. Технологическим переходом называется законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке.
В процессе выполнения кажлой технологической операции происходят качественные изменения обрабатываемых объектов: полупроводниковый слиток преврашается в пластины, форма пластин и их поверхности становятся геометрически более точными, затем пластины становятся более чистыми, в них формируются области определенного типа электропроводности и т. д В зависимости от обрабатываемого объекта различают основные и вспомогательные технологические операции. Если обработке подвергаются объекты, которые при завершении производственного процесса преобразуются в требуемое изделие, то такие обработки относятся к основным операциям. Технологические операции, выполняемые над вспомогательными объектами, называются вспомогательными, К ним относятся, например, подготовка травителей, очистка оснастки, осушка газов.
Вспомогательные операции являются частью производства и от качества их выполнения в не меньшей степени, чем от качества выполнения основных операций, зависит качество готовых изделий. Эффективным срелством повышения качества и процента выхода годных микросхем является контроль отсутствия дефектов после выполнения технологических операций. Поэтому в технологический производственный процесс вводят контрольные операции. Количество контрольных операций определяется типом и сложностью изделий. Технология производства интегральных микросхем включает большое число разнообразных по своей физико-химической природе операций, проводимых в вакууме, газах, жидкостях и на воздухе.
Количество операций в ряде случаев доходит до нескольких сотен, Технологический процесс — зго часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства, Технологический процесс изготовления микросхемы содержит определенное, по возможности оптимальное, число технологических операций, расположенных в определенной последовательности и обеспечиваюших экономически обоснованное получение микросхем заданной конструкции с заданны: ми электрофизическими параметрами. В массовом и серийном производстве применяют хорошо отработанные, проверенные типовые технологические процессы, доказавшие надежность микросхем в процессе эксплуатации.
Такие технологические процессы характеризуются елинством содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для группы изделий с обшими конструктивными признаками. О дну и ту же технологическую операцию можно реализовать различными (по физико-химической природе) технологическими методами. Например, технологическую операцию получения р-й перехода можно осуществить метолами диффузии, эпитаксии, ионного легирования. В соответствии с разделением производства на технологические участки различают слелуюшие методы обработки: механические, химические, термические, фотолитографические, эпитаксии, элионики (обработка электронным и ионным лучами), сборки, гермети.
зацни и лр. Различают групповые и индивидуальные технологические методы. При групповых методах одновременной обработке подвергается не один образец, а целая партия. Обработка партии в одинаковых технологических условиях позволяет уменьшить разброс параметров от образца к образцу и увеличить производительность технологического процесса. Те хнологические процессы производства изделий микроэлектроники, как правило, представляют собой совокупность групповых у, ти индивидуальных методов обработки.
Химическую обработк, ожиг пластин и подложек осуществляют групповым методом; операции контроля, разделения пластин на кристаллы, подложек— на платы гибридных интегральных микросхем проводят индивидуальным методом. Поскольку на одной пластине или плате фо миру большое число микросхем, то индивидуальные методы ют б ормиобработки пластин и подложек являются групповыми по отношению к каждой отдельной микросхеме. Операции монтажа и сборки микросхемы в корпус, контроль на функционирование являются чисто индивидуальными.
т 1.2. РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ В ИСТОРИЧЕСКОМ АСПЕКТЕ кис и проводящие материалы, в производстве проводов совершенствовалась технология протяжки металлов и нанесения на нид изоляционных материалов.
При сборке устройств важное место занимала технология создания контактов. Аппаратура собиралась из отлельных компонентов, которые механически укреплялись на металлических панелях и электрически соединялись между собой с использованием проволочного жгутового монтажа с помощью разъемов, пайки, сварки. Позднее были разработаны печатные платы. Технология печатных плат — самостоятельный разлел технологии РЭА, имеющий исключительно важное значение для производства современных радиоэлектронных средств. Аппаратура, которая разрабатывалась накануне изобретения микросхем, основывалась на применении микромодулей. Технология !г !а На начальных этапах развития электронной техники, когда основными компонентами радиоэлектронных средств служили резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, реле, электронные лампы и соединяющие их проводники, технология развивалась по пути производства и обработки различных диэлектрических, проводящих материалов, соединения их между собой для создания ст к ния копру ций приборов и устройств.
Уделялось большое внимание совершенствованию технологии электронных ламп: стекольное производство, металло-стеклянные спаи, технология металлов, в том числе тугоплавких и редких металлов и сплавов, вакуумная технология, технология пластмасс, автоматическая сборка ламп. В соответствии с растущими потребностями совершенствовалась и специализировалась технология произволства пассивных компонентов; при производстве конленсаторов уже прнменялнсь многие диэлектричес- 8 г 3 уг га В е) Рнс. 1.1.
Микроэлементы: е — резнстер; б — иенаенсатер; е — катушиз низуктианассн; г — траисфернатер; д — книна; г — транзистер 9 микромодулей использовала все лучшие достижения технологии дискретных пассивных и активных электрорадиоэлементов и методов их сборки. Микромодули представляли собой функционально и конструктивно законченные устройства, объединялись они в серии, на основе которых можно было создавать электронную аппаратуру определенного назначения.
Наиболее перспективные серии этажерочных модулей обеспечивали высокую плотность заполнения объема РЭА элементами, зашиту элементов от механических и климатических воздействий, снижали трудоемкость изготовления РЭА, позволяли автоматизировать технологические процессы. На основном элементе модуля — микроплате из ультрафарфора, миналунда или фотоситалла с каждой стороны имелось потри металлизированных паза (рис. 1.1) В них при сборке микромодуля впаивали соединительные проводники. Металлизацию пазов осушествляли серебряными или молибдено-марганцевыми пастами с обжигом и последующим обслуживанием припоем ПОС-61 с добавкой 2...34 серебра. На микроплатах размещали резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, линии задержки, трансформаторы, кварцевые резонаторы, активные элементы.
Был организован массовый выпуск таких микроэлементов на различные номинальные значения параметров. Успехи технологии производства микроэлементов позволили на одной микроплате размещать несколько резисторов, конденсаторов, диодов или их комбинацию. От производства таких полиэлементных микроплат до массового выпуска современных гибридных интегральных микросхем, в частности толстопленочных, оставался лишь один шаг.
Очень быстро развивалась, часто и резко изменялась технология полупроводниковых приборов: способы создания структуры прибора, особенно формирования в-и переходов. Первые транзисторы имели точечно-контактные переходы (рис. 1.2). Они формировались в месте контакта с полупроводником двух близко расположенных электролитически заточенных проволочек. При пропускании импульса тока под такой иглой образуется миниатюрный р-п переход. Предусматривалось предварительное нанесение на конец иглы примеси, которая при разогреве контакта проникала в монокристаллическую полупроводниковую пластину, формируя р-и переход.
Точечно-контактные переходы были нестабильными, с плохо воспроизводимыми характеристиками, полупроводниковые приборы имели низкую механическую прочность. В 1949..1950 гг. были разработаны сплавные транзисторы. Оба )р-и перехода этих транзисторов создаются при соосйом вплавлении навесок электродных сплавов с двух противоположных сторон тонкой полупроводниковой пластины (рис, 1.3).
Сплавной р-п переход отличается резким, практически ступенчатым, характером распределения в нем активных примесей, но трудности точного регулирования глубины вплавления мешают изготовлению сплавных транзисторов с тонкими (менее 10 мкм) базовыми областями, в связи с чем максимальные рабочие частоты таких транзисторов не превышают 10 МГц. Вначале в качестве исходного материала для транзисторов широко применялся германий, но вскоре (1954 г.) появилась возможность замены его кремнием — более технологичным полупроводниковым материалом, обладаюшим лучшим набором электрофизических характеристик. Так, кремний, имеющий температуру плавления 1420 'С, позволяет проводить высокотемпературные обработки и создавать полупроводниковые приборы с гораздо более широким диапазоном рабочих температур, чем германий.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
