Диссертация (1091353), страница 19

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

Текст из файла (страница 19)

По данным выборочной совокупности вычислим среднюю величинуколичествакристалловспластиныпослепрохожденияпластинойтехнологического процесса разделения.Если X — случайная переменная (математическое понятие, служащеедля математического представления состояния объектов и процессов,свойств объектов, процессов и событий, которые принципиально не могутбыть однозначно определены до проведения опыта по их измерению, или длясобытий - до их осуществления), тогда математическое ожидание ̅ можнорассматривать как среднее арифметическое значений в повторяющихсяизмерениях величины X.

Это является проявлением закона больших чисел.Поэтому выборочное среднее используется для оценки неизвестногоматематического ожидания. Таким образом, вычислим среднее количествогодных кристаллов по данным выборочной совокупности:nXX i 1in1631 543.6666667 (шт)32. Найдем выборочную дисперсию, т. е. меру разброса значенийотносительно математического ожидания:n 2Xi 12in_ X 2  1.55555555563. Исчислим несмещенную оценку дисперсии:S2   2 n 2.333333333n 14. Для оценки интервала, в котором лежат практически все значенияприблизительно с вероятностью 0,9973, воспользуемся правилом трех сигма,__согласно которому интервал принимает вид  X  3 ; X  3  . Таким образом:_~_X  3 1.5555555  X  X  3 1.5555555 (шт)~539  X  548.33 (шт)140Округляядоцелогоколичествакристаллов,получим,чтосдоверительным уровнем вероятности 0,9973 можно утверждать, что среднееколичество годных по геометрическим параметрам кристаллов послепрохождения технологического маршрута разделения приборной пластиныкарбида кремния находится в пределах от 539 до 548 кристаллов.

Впроцентном выражении от 97,46% до 99,09%.В таблице 11 наглядно представлено сравнение выхода годных приразделении на кристаллы с применением метода дисковой резки пластинкарбида кремния с цифровыми интегральными микросхемами (компанияADT) и разделении приборных пластин карбида кремния с СВЧ МИС с«воздушными мостами» на гетероструктурах AlGaN/GaN по разработанномутехнологическому процессу. Выход годных кристаллов СВЧ МИС с«воздушными мостами» не уступает выходу годных кристаллов цифровыхинтегральных микросхем.Таблица 11.

Сравнение выхода годных при резке пластины карбидакремния на кристаллы методом дисковой резки.Материал пластиныПланарныецифровыеИМСSiC3D СВЧ МИСс «воздушнымимостами»SiCТолщина пластины SiC, мкм145134Параметры процессаДиск с алмазной режущей кромкой00777-1030-003-QUPРазмер зерна алмазного абразива30 мкмТолщина диска76 мкмСкорость вращения шпинделя,об/мин30.00025.000Скорость подачи диска, мм/сек10.5Ширина дорожки реза, мкм200Ширина реза, мкм10580-90Выход годных кристаллов98%98%141Значения,представленныевтаблицепоказывают,11чторазработанный технологический процесс разделения приборных пластинкарбида кремния с СВЧ МИС с «воздушными мостами» на гетероструктурахAlGaN/GaN дает выход годных кристаллов не уступающий выходу годныхдлякристалловцифровыхинтегральныхмикросхем,полученныхсприменением того же метода резки диском с алмазной режущей кромкой,при этом удалось уменьшить ширину реза на 15-25%.Влияние технологического процесса разделения на электрофизическиепараметрыСВЧМИСанализировалосьпорезультатамизмеренийследующих параметров МИС: коэффициента усиления; коэффициента стоячей волны по входу; коэффициента стоячей волны по выходу.ИзмеренияэлектрофизическихпараметровСВЧМИСнагетероструктурах AlGaN/GaN проводились непосредственно на пластине дотехнологического процесса разделения (графики черного цвета на рис.

55) ивпоследствии на кристалле после разделения (графики оранжевого цвета нарис. 55). Рисунок 55 (а-в) иллюстрирует характерные изменения СВЧпараметров МИС. Согласование СВЧ МИС по входу (рис. 55 (б)) в диапазоне7-11ГГцулучшилось,чтообъясняетсяизменениемимпедансамикрополосковых линий вследствие уменьшения толщины подложки при ееутонении. Зависимость коэффициента усиления от частоты существенно неизменилась.Былоустановлено,чтотехнологическийпроцессразделенияприборных пластин карбида кремния с применением метода дисковой резкине оказывает существенного влияния на электрофизические параметрыСВЧ МИС. Наблюдалось незначительное (в пределах 5-7%) рассогласованиеизмеренныхпараметровСВЧМИСнапластинесаналогичнымипараметрами, измеренными на уже порезанном согласно технологическомумаршруту кристалле (рис.

55 а-в), что объясняется утонением подложки.142Конечная толщина подложки СВЧ МИС закладывается при проектированиис учетом рекомендаций технологического маршрута резки, вследствие чегоизмерения параметров МИС до и после резки могут незначительноотличаться.(б)(а)Рисунок 55. СВЧ МИС на карбидекремния. Зависимость коэффициентаусиления от частоты (а), зависимостькоэффициента стоячей волны по входуот частоты (б), зависимостькоэффициента стоячей волны повыходу от частоты (в).(в)Такимобразом,разделениенакристаллыСВЧМИСнагетероструктурах AlGaN/GaN, изготовленных на приборных пластинахкарбида кремния, с применением метода дисковой резки обеспечиваетвысокий процент выхода годных, на получившихся кристаллах сколы невыходили за границы дорожек реза шириной 200 мкм, а также совокупностьопераций разработанного технологического процесса не приводит кдеградации параметров СВЧ МИС.143ВыводыПри разделении на кристаллы СВЧ МИС на гетероструктурахAlGaN/GaN,изготовленныхнаприборныхпластинахсапфира,сприменением метода ЛУТ применено предложенное решение для защитыСВЧ МИС, основанное на использовании защитного полимера WaferBONDCR-200.

В результате чего приборные пластины закреплялись на пленкеспутнике "лицевой" стороной вниз, что в свою очередь снизило рискиповреждения пластины и дало возможность отказаться от использованияфоторезиста.Применение перспективного метода ЛУТ для разделения на кристаллыприборныхпластинсапфирасизготовленнымиСВЧМИСнагетероструктурах AlGaN/GaN обеспечило высокое качество реза в первом ивтором направлении, а также высокое качество кромки полученныхкристаллов, что подтверждается представленными фотоматериалами.Сравнение электрофизических параметров СВЧ МИС, измеренных до ипосле прохождения пластины сапфира по разработанному технологическомупроцессу, свидетельствует о том, что деградации параметров СВЧ МИС ненаблюдается. Незначительное (5-7%) рассогласование вызвано изменениемимпеданса микрополосковых линий вследствие уменьшения толщиныподложки при ее утонении.Анализируя влияние резки приборных пластин сапфира методомлазерного управляемого термораскалывания на выход годных кристаллов,можно сделать вывод, что разделение пластины сапфира на кристаллыСВЧ МИС по разработанному технологическому процессу обеспечиваетвысокий процент выхода годных изделий (более 90%), что не уступаетвыходу годных кристаллов при резке пластин сапфира дисками с алмазнойрежущей кромкой, однако, ширина реза при использовании метода ЛУТ(10 мкм) значительно меньше, нежели при дисковой резке (200 мкм).

Данноеобстоятельство позволяет повысить плотность размещения СВЧ приборов на144пластине, в результате обеспечивается повышение количества готовыхизделий в пересчете на одну пластину, вследствие чего снижаетсясебестоимость одного кристалла.Разделение на кристаллы СВЧ МИС на гетероструктурах AlGaN/GaN,изготовленных на приборных пластинах карбида кремния, выполнено сприменением наиболее распространенного способа в сфере отечественнойэлектронной промышленности — резкой дисками с алмазной режущейкромкой.При резке применен предложенный метод защиты СВЧ МИС,основанный на использовании защитного полимера WaferBOND CR-200.

Врезультате чего приборные пластины закреплялись на пленке-спутнике"лицевой" стороной вниз, что снизило риски повреждения пластины и даловозможность отказаться от использования фоторезиста. Кроме того,применениезащитногополимераповышаетстабильностьсистемыпластина/пленка-спутник, благодаря чему приклеивание пластины карбидакремния на кремниевый диск-носитель перед резкой не производилось.Вследствие уменьшения скорости подачи режущего диска и скоростивращения шпинделя удалось уменьшить ширину реза приборной пластиныкарбида кремния.

Тем не менее выход годных остался на общепринятомуровне для систем дисковой резки, что объясняется хрупкостью ислоистостью материала карбида кремния, вследствие чего при прохождениирежущего инструмента происходят сколы углов и граней несмотря науменьшенную ширину реза.Сравнение электрофизических параметров СВЧ МИС, измеренных до ипослепрохождениятехнологическомуразделениянапластиныпроцессу,кристаллыкарбидапоказало,СВЧМИСкремниячтопоразработанномутехнологическийгетероструктурахпроцессAlGaN/GaN,изготовленных на приборных пластинах карбида кремния, не оказалсущественного влияния на электрофизические параметры СВЧ МИС.145Незначительное (5-7%) рассогласование вызвано, как и для сапфировойприборной пластины, изменением импеданса микрополосковых линийвследствие уменьшения толщины подложки при ее утонении.Анализируя влияния разделения приборных пластин карбида кремния сприменением метода дисковой резки на выход годных кристаллов, можносделать вывод, что разделение пластины карбида кремния на кристаллыСВЧ МИС по разработанному технологическому процессу обеспечиваетвысокий процент выхода годных изделий, не уступающий аналогичнымдостижениям мирового уровня.

При этом удалось снизить ширину реза на15-25%. Данное обстоятельство позволяет повысить плотность размещенияСВЧ приборов на пластине, в результате обеспечивается повышениеколичества готовых изделий в пересчете на одну пластину, вследствие чегоснижается себестоимость одного кристалла.146ЗАКЛЮЧЕНИЕОсновные результаты диссертационной работы включают в себяразработанные технологические операции подготовки приборных пластинсапфира и карбида кремния к разделению на кристаллы СВЧ МИС нагетероструктурах AlGaN/GaN и технологические операции резки, которыеобъединенывэффективностьтехнологическиепримененияпроцессысуществующихразделения,методовповышающиеразделениядляприборных пластин сапфира и карбида кремния со сформированными на нихтрехмернымисверхвысокочастотнымимонолитнымиинтегральнымисхемами на гетероструктурах AlGaN/GaN, что подтверждается анализомвлияния разделения приборных пластин сапфира и карбида кремния навыход годных и электрофизические параметры СВЧ МИС.Основные результаты:1.

Исследованы зависимости температуры работающего СВЧ прибора оттолщины приборной пластины и упругие напряжения, возникающие из-зарассогласования кристаллических решеток GaN и подложки, в результатечего обоснован выбор допустимого диапазона конечной толщины дляприборных пластин сапфира и карбида кремния с изготовленными на нихтрехмерными СВЧ МИС на гетероструктурах AlGaN/GaN, при которомобеспечивается эффективное теплоотведение при работе отдельногокристалла и сохранение целостности пластины при последовательностиопераций разделения на кристаллы.2.

Характеристики

Список файлов диссертации