Коледов Л.А. - Технология ИС (1086443), страница 45
Текст из файла (страница 45)
В этом случае место крепления компонента на плате гибридной микросхемы нужно металлизировать. Крепление компонентов с шариковыми выводами к контактным площадкам микросхемы производи~ся в зашитной атмосфере аргона, азота нли гелия с применением припоя. Применение ультразвука позволяет улучшить качество сборки. Соединение выводов компонентов с контактными площадками микросхемы проводится одним из многочисленных способов микро- сварки; термокомпрессией, сдвоенным электродом, с помошью ультразвуковых колебаний (25...50 кйц) и т.
д. Для контактирования компонентов с пленочным монтажом применяются также пайки низкотемпературными припоями. Остатки флюса на месте пайки должны обладать изоляционными свойствами, не вызывать коррозии и быть негигроскопичными. Резисторы и конденсаторы с лужеными контактными поверхностями присоединяются либо пайкой, либо с помошью конта ктола К13-А. Бескорпусные компоненты следует размещать на подложке или плате гибридной микросхемы с учетом рационального использования ее площади, обеспечения минимизации длины проводников н их пересечений.
Необходимо также обеспечить заданный тепловой режим работы компонентов, максимально уменьшить паразитные связи, обеспечить ремонтопригодность (возможность замены). Как правило, оптимизировать конструктивные параметры гибридной микросхемы или микросборки удается, лишь используя ЭВМ.
Основные конструктивные и технологические ограничения при Размещении компонентов определяются техническими условиями, характером и разрешаюшей способностью существующих технологических процессов и используемого оборудования. Г л а в а 6. ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПОЛУФАБРИКАТЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ )т„пи СМ уаь 6.1. МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ КРЕМНИЙ Уникальное сочетание подходящей для изготовления полупроводниковых приборов ширины запрещенной зоны кремния, отличных диэлектрических и технологических свойств и стабильности его окисла, больших природных запасов этого материала указывает на то, что в обозримом будущем ни один другой полупроводниковый материал не сможет претендовать на замену кремния при изготовлении ИС.
Свойства монокристаллического нелегированного кремния даны в табл. б.!. В производстве микросхем он используется в виде круглых пластин диаметром !00...!20 мм (в перспективе 150...200 мм), толщиной 200...400 мкм. Шероховатость поверхности кремниевых пластин соответствует 14-му классу ()с,=0,05 мкм) для рабочей стороны и 12-му классу ()2,=0,2 мкм) для нерабочей стороны, Кремйий легируют акпепторными или донорными примесями до опре- й)г йп (П г (Пгг Т а б л и ц а 8.1.
Свойства полупроводникового монокристаллического кремния ) Р,%5 3000 2ппа смг .нл хм 3000 7000 Параметр Чин«нинон аначн ит (ппп (ааа (па 50 -5П П 5П (ПП (50 200 250 а) (ап 50 -50 а 5п (ап (50 2пп 250 7, С Ч а с т ~ ~ ~. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА И КОНСТРУКЦИИ МИКРОСХЕМ, МИКРОПРОЦЕССОРОВ И МИКРОСБОРОК Число атомов в 1 сма при 298 К Плотность при 298 К г/смт Температура плавления, 'С и Удельнаи теплоемкость при 298 К, (Дж)г 'С) Коэффициент тецлопроводности, Вт)(см 'С) Термический коэффициент линейного расширения, 'С Относительная днэтектри ~еская проницаемость Раба~а выхода, эВ Ширина запрещенной зоны прн 300 К, эВ Эффективнаи масса электронов, отн. ед.
Подвижность р, электронов при 300 К, см ° (В ' ° с ') Эффективиан масса дырок, отн сл. Подвижност~ ц, дырок нри 300 К, см' (В ' с ') Удельное обьемное сопротивление (собственное) р, при 300 К, Ом см Концентрация собственных носителей, см ' 4,99. 10'т 2,3290 1417 0,75 1,2 +42 1О а 11,7 4,8 1,1 1 0.33 1400 0,55 500 2,3. 10а 1 5 !0|а деленного заданного уровня для управления его свойствами. Зависимость удельного объемного сопротивления монокристаллического кремния при ЗООК и подвижности носителей тока от уровня дегирования иллюстрируется рис. 5.1.
В зависимости от назначения и требований промышленности выпускается несколько марок монокристаллического кремния электронного (Э) и дырочного (Д) типов проводимости с регламентируемыми свойствами. Обозначение марки кремния состоит иэ нескольких элементов: первый элемент — буква К (кремний); второй — буква, обозначающая тип проводимости — Э или Д; третий — начальная буква гам (аы (пм (пм (пга (пм (пм 70«7 (пгс йпгс (0 й(т стсмспнгсмэ с) Рис, 8!.
Зависимости удельного обьемного сопротивления кремнии р, (а) при 300 К и подвижности носителей р„, р„от уровня легирования и температуры (б): Л вЂ” «она«игра« и на аро, и, — конкин ракии «татаро« 201 легируюшего элемента (А — алюминий, Б — бор, С вЂ” сурьма, М мышьяк, Ф вЂ” фосфор, 3 — золото); четвертый — числовая дробь,чР числитель которой — удельное объемное сопротивление, знаменатель — - диффузионная длина неравновесных носителей заряда (миллиметры).
Примеры обозначения; 1) КЭФ 4/О,! — кремний электронного типа проводимости, легированный фосфором с номиналом удельного сопротивления 4 Ом см, диффузионной длиной неравновесных носителей заряда О,! мм; 2) КДБ 1Π— кремний дырочного типа проводимости, легированный бором с удельным сопротивлением 1О Ом см, диффузнонна длина носителей заряда не регламентирована. На предприятия, выпускавшие микросхемы, кремний поставля ется в виде монокристаллов соответствующего диаметра (! 00..
200 мм) длиной 500...2000 мм. Монокристалл кремния разрезают на пластины (подложки) тол, шиной 0,2...0,5 мм. Поверхность подложки чаще всего ориентиро' вана вдоль кристаллографической плоскости (111). Однако в ряд случаев целесообразно использовать кремниевые пластины с орнен тировкой вдоль плоскостей (!00) или (!!О). По техническим усло виям отклонение плоскости пластины от кристаллографнческнх плос костей не должно превышать 20'. 6.2. ЭПИТАКСИАЛЬНЫЕ СТРУКТУРЫ Эпитаксиальные кремниевые структуры выпускаются в виде круг лых пластин диаметром бО, 80, !00 и !25 мм, толщиной 200.. 400 мкм.
Принято обозначать марку эпнтаксиальной структур в видй дроби, в числителе которой дастся характеристика эпитак спального слоя, а в знаменателе — характеристика кремниевой по д ложки. Перед дробью ставится цифра, указывающая диаметр эпи таксиальной структуры в мм. Например, обозначение !00 7 КЭФ 0,3 200 КДБ !О (!!!) расшифровывается так. структура !2)! 00 (им состоит из эпнтаксиальной пленки кремния' с электронной проводимостью, легированной фосфором, с удельным объемным сопротивлением 0,3 Ом ° см, толщиной 7 мкм, выращенной на кремниевой ориентированной по плоскости (! 11) подложке с дырочной проводимостью, легированной бором, с удельным объемным сопротивлением !О Ом.см толщиной 200 мкм.
Дополнительные параметры структуры, например диффузионная длина или время жизни носителей заряда, плотность дислокаций и другие, указываются в паспорте на структуру. 202 6.3. ЭПИТАКСИАЛЬНЫЕ СТРУКТУРЫ СО СКРЫТЫМИ СЛОЯМИ Такие структуры изготавливаются по специальным заказам под конкретную полупроводниковую микросхему, так как положение скрытого слоя строго определено размещением элементов (топологией) в микросхеме. Данные о параметрах этих структур таковы; ОбО, 80, ! 00 и 125 мм; толщина 300...400 мкм; толщина эпнтакснального слоя 6,0...!5 мкм с допуском ~!0~~~~; удельное сопротивление эпитаксиального слоя О,!5...5,0 Ом ° см; толщина скрытого слоя '2,5...!О мкм, р, скрытого слоя !5...50 Ому(З.
Структура со скрытым слоем обозначается и расшифровывается следующим образом: 7 КЭФ 0,3)2,3 КЭО 30 100 ' К, ' (ы!) — это кРемниеваЯ эпитаксиальнаЯ стРУктура 8! 00 мм, полученная на кремниевой подложке толщиной 300 мкм с дырочной проводимостью, легированная бором, с удельным объемным сопротивлением 10 Ом см, ориентированная по кристаллографической плоскости (111); эпитаксиальный слой толщиной 7 мкм имеет электронную проводимость, легнрован фосфором, с объемным удельным сопротивлением 0,3 Ом.см; скрытый слой пашиной 2,5 мкм имеет электронную проводимость, легнрован сурьмой, поверхностное удельное сопротивление скрытого слоя ЗО Ом!(3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
