Диссертация (1091353), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Ю., Парфенова В.А., Попова В.В., Вьюгинова В.Н., Алексеева А.,Башта П., Alissa M. Fitzgerald, Brent M. Huigens, Albelo J., Debashis De, RammP., Lu J., Taklo M, Marinescu I.D., Uhlmann E., Doi T.K., Bhagavat S., Liberato9J., Kao I., Levinson G., Nakajima A., Tateishi Y., Lewke D., Green S., PerrottetD., Richerzhagen B., Klug G.В то же время в проанализированной литературе и научныхисследованиях не обнаружено работ, в которых просматривались быподходы,повышающиерезультативностьтехнологическихсистемпроизводства в части эффективности применения существующих методовдля разделения приборных пластин сапфира и карбида кремния сизготовленными на них трехмерными СВЧ МИС на гетероструктурахAlGaN/GaN на отдельные кристаллы.В связи с вышесказанным представляется актуальным вопросразработки высокопроизводительной и экономически выгодной технологииразделения на кристаллы сверхвысокочастотных монолитных интегральныхсхем на гетероструктурах AlGaN/GaN, которая обеспечивала бы высокийпроцент выхода годных изделий, повысила бы конкурентоспособностьпродукции для дальнейшего распространения 3D СВЧ МИС на нитридныхгетероструктурах и применения их в военно-промышленном комплексе инародном хозяйстве Российской Федерации.Целью работы является разработка технологии разделения накристаллы сверхвысокочастотных монолитных интегральных схем нагетероструктурах AlGaN/GaN.Работа предполагает разработку технологических основ разделения накристаллы СВЧ МИС на гетероструктурах AlGaN/GaN, изготовленных наприборныхпластинахтехнологическихсапфирапроцессов,икарбидакремния,повышающихформированиерезультативностьтехнологических систем производства в части эффективности использованиясуществующих методов разделения на кристаллы приборных пластинсапфира и карбида кремния применительно к СВЧ МИС на гетероструктурахAlGaN/GaN со сложными конструктивными особенностями с выходомгодных, не уступающих существующим показателям для планарных изделий10микроэлектроники,атакжеизучениевлиянияразработанныхтехнологических процессов на электрофизические параметры СВЧ МИС нагетероструктурах AlGaN/GaN.Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: анализировались технологические операции, предшествующие резкеприборных пластин на кристаллы, а также различные методы резки; изучались и анализировались особенности современных СВЧ МИС нагетероструктурах AlGaN/GaN, изготовленных на приборных пластинахсапфира и карбида кремния; определялись для приборных пластин сапфира и карбида кремния сизготовленными на них СВЧ МИС на гетероструктурах AlGaN/GaNдопустимые границы конечной толщины, которые обеспечиваютэффективное теплоотведение при работе отдельного кристалла исохранение целостности пластины в течение обработки; разрабатывалось решение для надежной защиты СВЧ МИС нагетероструктурахособенностями,AlGaN/GaNприпланаризирующейсокоторомплоскостисложнымиконструктивнымиобеспечиваетсяихимическаяоднородностьинертностьприпоследовательности операций разделения на кристаллы; экспериментальноустанавливалисьрежимыодностороннегошлифования и полирования свободным абразивом обратной стороныприборных пластинсапфира и карбида кремния, содержащихСВЧ МИС на гетероструктурах AlGaN/GaN, обеспечивающие высокоекачество обработанной поверхности при сохранении целостностипластины; решалась задача по разделению на кристаллы СВЧ МИС нагетероструктурахAlGaN/GaNсосложнымиконструктивнымиособенностями с выходом годных, не уступающим существующимпоказателям для планарных изделий микроэлектроники;11 анализировалось влияние на электрофизические параметры СВЧ МИСразработанных технологических процессов разделения на кристаллысверхвысокочастотныхмонолитныхинтегральныхсхемнагетероструктурах AlGaN/GaN.Объект диссертации — комплекс решений для разделения накристаллы сверхвысокочастотных монолитных интегральных схем нагетероструктурахAlGaN/GaNсосложнымиконструктивнымиособенностями, изготовленных на приборных пластинах сапфира и карбидакремния, и изучение влияния этих решений на выход годных иэлектрофизические параметры СВЧ МИС.Предметразделениядиссертациии—технологическихрезультативностьразработкапроцессовтехнологическихтехнологическихразделения,системосновповышающихпроизводствавчастиэффективности применения существующих методов резки для разделенияприборных пластин сапфира и карбида кремния со сформированными на нихСВЧ МИС на гетероструктурах AlGaN/GaN со сложными конструктивнымиособенностями на отдельные кристаллы с выходом годных не уступающихсуществующим показателям для планарных изделий микроэлектроники.Методы исследования.Входевыполнениядиссертационнойработыиспользовалсякомплексный подход.

В качестве общенаучных методов исследованияприменялись обобщение, сравнение и анализ. Экспериментальные методыпредставленыкомпьютерныммоделированием,экспериментальнымиисследованиями. Применялись известные методы утонения приборныхпластин — шлифование и полирование. Измерения проводились сприменением современных приборов контроля.Достоверностьлитературныхрезультатовисточниковпоработытемебазируетсядиссертации,наанализеобеспечиваетсяприменением математических моделей и компьютерного моделирования сиспользованиемизвестныхпрограммиформул,выполнением12экспериментальных работ, сравнением теоретических и экспериментальныхрезультатов, а также апробацией результатов исследования на практике.Научная новизна работы заключается в следующем:1.

Предложена методика, позволяющая определить диапазон конечныхтолщин подложки для кристаллов сверхвысокочастотных монолитныхинтегральных схем на гетероструктурах AlGaN/GaN на основекомпьютерногомоделированиятепловыделенияприборовииматематическихдеформациипластинырасчетоввследствиевнутренних напряжений;2. Предложен метод, позволяющий обеспечить надежную защитусверхвысокочастотныхгетероструктурахмонолитныхAlGaN/GaNсоинтегральныхсложнымисхем наконструктивнымиособенностями;3.

Разработантехнологическийсверхвысокочастотныхпроцессмонолитныхразделениянаинтегральныхкристаллысхемнагетероструктурах AlGaN/GaN.Практическая значимость работы1. Технологический процесс разделения приборных пластин сапфира накристаллы сверхвысокочастотных монолитных интегральных схем нагетероструктурахуправляемогоAlGaN/GaNстермораскалыванияприменениемиспользовалсяметодаприлазерноговыполненииОКР «Разработка комплекта монолитных интегральных схем 5 ммдиапазона длин волн», шифр «Многоцветник-22», Государственныйконтракт №13411.1400099.11.018 от 02 апреля 2013 г. выполненный врамках реализации государственного оборонного заказа.2. Технологический процесс разделения приборных пластин карбидакремния на кристаллы сверхвысокочастотных монолитных интегральныхсхем на гетероструктурах AlGaN/GaN с применением метода резки13дисками с алмазной режущей кромкой использовался при выполненииПНИ «Разработка базовоймощностиитехнологиималошумящихсозданияусилителейМИС усилителейнанитридныхнаногетероструктурах для приемо-передающих модулей на частоту8-12 ГГц» по заказу Минобрнауки России (Соглашение о предоставлениисубсидии№14.607.21.0011от05июня2014г.,уникальныйидентификатор проекта RFMEFI60714X0011), в рамках реализациифедеральной целевой программы «Исследования и разработки поприоритетнымнаправлениямразвитиянаучно-технологическогокомплекса России на 2014-2020 годы», утвержденными постановлениемПравительства Российской Федерации от 28 ноября 2013 г.

№ 1096.Научные положения, выносимые на защиту:1. На основе расчета распределения температуры кристалла и упругихнапряжений определен допустимый диапазон конечных толщинподложкидлякристалловсверхвысокочастотныхмонолитныхинтегральных схем на гетероструктурах AlGaN/GaN, позволяющийобеспечить эффективное теплоотведение при работе отдельногокристалла и сохранение целостности пластины при последовательностиопераций разделения на кристаллы;2.

Применениеметодазащитысверхвысокочастотныхмонолитныхинтегральных схем на гетероструктурах AlGaN/GaN со сложнымиконструктивными особенностями за счет использования температурносовместимыхпланаризирующейполимеровплоскостиобеспечиваетихимическуюоднородностьинертностьприпоследовательности операций разделения на кристаллы;3.

Применение установленных режимов одностороннего шлифования иполирования свободным абразивом обратной стороныпластин,содержащих сверхвысокочастотные монолитные интегральные схемына гетероструктурах AlGaN/GaN, обеспечивает, при достижении14рекомендованного диапазона конечных толщин, разброс толщины попластине в пределах 2 мкм, а также высокое качество обработаннойповерхности с показателем шероховатости около 2 нм при сохранениицелостности пластины;4.

Применение разработанного технологического процесса разделения накристаллы сверхвысокочастотных монолитных интегральных схем нагетероструктурах AlGaN/GaN обеспечивает выход годных кристалловне менее 92% при сохранении электрофизических параметровприборов.Личный вклад соискателяАвтором лично установлены допустимый диапазон конечных толщинподложки для кристаллов СВЧ МИС на гетероструктурах AlGaN/GaN,разработано решение для надежной защиты СВЧ МИС на гетероструктурахAlGaN/GaN со сложными конструктивными особенностями при операцияхшлифования, полирования и резки, экспериментально определены режимыодностороннего шлифования и полирования свободным абразивом обратнойстороны приборных пластин сапфира и карбида кремния, содержащихСВЧ МИС на гетероструктурах AlGaN/GaN, выполнен анализ влиянияразработанноготехнологическогопроцесса разделенияна кристаллысверхвысокочастотных монолитных интегральных схем на гетероструктурахAlGaN/GaN на электрофизические параметры СВЧ МИС. В работах,выполненных в соавторстве, соискатель принимал активное участие впостановкезадач,выбореиобоснованииметодовихрешенияиинтерпретации полученных результатов.Апробация работыОсновныедокладывалисьположения,иматериалыобсуждалисьнаирезультатыследующихдиссертациинаучно-техническихконференциях и научных сессиях: международныхнаучно-технических(МИРЭА 2015, 2016 гг.)конференцияхINTERMATIC15 63-ей научно-технической конференции МИРЭА 2014 г; 3-ей, 5-ой и 6-ой научно-практических конференциях по физике итехнологии наногетероструктурной СВЧ электроники «Мокеровскиечтения» (Москва, 2013, 2014, 2015 гг.).ПубликацииОсновные научные и практические результаты работы опубликованы в13 печатных работах, включая 7 работ, опубликованных в научных журналах,входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК Министерстваобразования и науки РФ для публикации основных научных результатовдиссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук.Структура и основное содержание диссертационной работы.Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения исписка литературы.

Характеристики

Список файлов диссертации