26027-1 (588371), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Конденсация пара на поверхность подложки зависит от температуры подложки и плотности атомарного потока. Атомы пара, достигшие подложки, могут мгновенно отразиться от нее, адсорбироваться и через некоторое время отразиться от подложки, адсорбироваться и после кратковременного мигрирования по поверхности окончательно остаться на ней.
Образование зародышей происходит в результате нахождения атомами мест, соответствующих минимуму свободной энергии системы атом-подложка. Рост зародышей происходит за счет присоединения новых атомов. По мере конденсации пара зародыши растут, между ними образуются крупные островки. После этого наступает стадия слияния островков с образованием единой сетки. Сетка переходит в сплошную пленку, которая начинает расти в толщину. С этого момента влияние подложки исключается и частицы пара от поверхности пленки практически не отражаются.
На этапе образования зародышей и роста пленки воздействие остаточных газов на растущую пленку должно быть сведено к минимуму. Обеспечить это можно повышением степени вакуума или увеличением скорости парообразования.
Качество пленки определяется также размером зерна и величиной адгезии к поверхности подложки. Повышение температуры подложек уменьшает плотность центров зародышеобразования и, следовательно, способствует формированию крупнозернистых пленок, и, наоборот, повышение плотности потока пара вещества способствует получению пленок с мелкозернистой структурой.
Для улучшения адгезии и структуры пленок напыление проводят на нагретые до температуры 200...300C подложки.
Процесс ТВН выполняют в вакуумных камерах. Нагрев осуществляют прямым или косвенным (теплопередачей от испарителя) способами: путем пропускания электрического тока, токами индукции, электронной бомбардировкой.
Процесс начинают с загрузки вакуумной камеры: испаряемый материал помещают в тигли, подложки устанавливают в подложкодержатели, маски - в маскодержатели . В зависимости от конструкции внутрикамерных устройств техники выполнения загрузки могут различаться. Затем камеру герметизируют и производят откачку воздуха. При закрытой заслонке производят нагрев подложек до заданной температуры и испарителей до температуры испарения. Проводят ионную очистку поверхностей подложек. Откачивают камеру до предельного вакуума. После этого открывают заслонку и ведут напыление пленки. При получении заданной толщины пленки процесс напыления прекращают, перекрывая атомарный поток заслонкой. Подложки охлаждают и после этого в камеру напускают воздух и производят выгрузку. /2/
1.2.2 Схема технологического процесса изготовления
Схема последовательности нанесения слоев микросхемы при масочном методе изготовления представлена на рис.2
Схема последовательности нанесения слоев микросхемы при масочном методе изготовления
Напыление резисторов через маску
Напыление контактных площадок через маску
Напыление изоляционного слоя через маску
Напыление проводников через маску
Напыление нижних обкладок конденсаторов через маску
Напыление диэлектриков через маску
Напыление верхних обкладок конденсаторов через маску
Напыление защитного слоя через маску
Рис. 2
2. СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ
2.1 Исходные данные к расчету
Для разработки данной схемы, необходимы следующие исходные данные:
Электрические исходные данные:
схема электрическая принципиальная (рис. 3);
электрические данные активных и пассивных элементов (табл. 2);
Конструктивные исходные данные:
количество внешних контактных площадок;
Технологические исходные данные:
способ получения тонких пленок;
Таблица 2
Электрические данные активных и пассивных элементов
| Поз.обозн. | Наименование | Кол-во |
| R1 | Резистор 22K ±30% 90мВт | 1 |
| R2 | Резистор 22K ±30% 10мВт | 1 |
| R3 | Резистор 10K ±30% 5мВт | 1 |
| R4 | Резистор 150 Ом ±25% 10мВт | 1 |
| R5 | Резистор 22К ±30% 10мВт | 1 |
| R6 | Резистор 10K ±30% 5мВт | 1 |
| R7 | Резистор 22К ±30% 90мВт | 1 |
| R8,R9 | Резистор 10К ±30% 5мВт | 2 |
| C1 | Конденсатор 450пФ ±30% Up=12В | 1 |
| C2 | Конденсатор 200пФ ±30% Up=12В | 1 |
| C3 | Конденсатор 430пФ ±30% Up=12В | 1 |
| C4 | Конденсатор 200пФ ±30% Up=12В | 1 |
| VT1...VT4 | Транзистор КТ-359 А | 4 |
2.2 Выбор материалов и их характеристика
Для изготовления данной схемы используются резистивные материалы, проводящие материалы, материалы для защиты, диэлектрики и материалы для обкладок конденсаторов.
2.2.1 Выбор материалы подложки
Материалом подложки в данной микросхеме является ситалл.
Ситалл — стеклокерамический материал, получаемый путем термообработки стекла. По свойствам превосходит стекло, хорошо обрабатывается.
Характеристики:
| Класс шероховатости поверхности: | 13..14 |
| ТКЛР, 1/C при T=(20...300)C: | (50 ±2) 10-7 |
| Теплопроводность, Вт/м*C: | 1.5 |
| Температура размягчения, С: | 620 |
| Диэлектрическая проницаемость при f=106 Гц и Т=+20C: | 5...8.5 |
| Тангенс угла диэлектрических потерь при f=106 Гц и Т=+20С: | 2010-4 |
Ситалл обладает высокой химической стойкостью к кислотам, не порист, дает незначительную объемную усадку, газонепроницаем, при высоких имеет малую газоотдачу.
2.2.2 Выбор резистивного материала
Выбор материала для создания резисторов зависит от их номиналов. Так как для данной схемы Rmax/Rmin>50 ( 22kОм/0.150кОм = 146.7) необходимо использовать 2 материала.
Для создания резистора R4 (150 Ом) наиболее целесообразно использовать нихром марки Х20Н80 (ГОСТ 8803-58) Кф=3.
Тонкие пленки нихрома обладают мелкозернистой структурой, повышенными значениями удельного поверхностного сопротивления, низкими значениями температурного коэффициента поверхностного сопротивления. В качестве исходного материала используется нихром марки Х20Н80, обладающий из всех нихромов самым низким значением температурного коэффициента поверхностного сопротивления. В
зависимости от толщины пленок и условий их нанесения параметры пленочных резисторов можно регулировать в широких пределах.
Свойства пленки нихрома Х20Н80:
| Удельное поверхностное сопротивление s, Ом/: | 50 |
| ТКR при температуре -60125C: | -2.25 10-4 |
| Допустимая мощность рассеяния P0, Вт/cм2: | 2 |
Для создания других резисторов наиболее целесообразно использовать кермет К-50С (ЕТО.021.013 ТУ). Кф = 2.2 (для резисторов 22кОм) и 1 (для резисторов 10кОм)
Керметные резистивные пленки содержат диэлектрическую и проводящую фазы. Эти пленки наносят методом испарения в вакууме смеси порошков металлов (Cr, Ni, Fe) и оксидов (SiO2, Nd2O3, TiO2), причем соотношение между количеством тех и других определяет основные свойства пленок. Керметные пленки обладают хорошей однородностью свойств, повышенной термостойкостью.
Свойства пленки кермета К-50С:
| Удельное поверхностное сопротивление s, Ом/: | 10000 |
| ТКR при температуре -60125C: | -5 10-4 |
| Допустимая мощность рассеяния P0, Вт/cм2: | 2 |
Материал контактных площадок и соединений — золото с подслоем хрома.
2.2.3 Выбор материала для обкладок конденсаторов и материала диэлектрика
Материал диэлектрика должен иметь хорошую адгезию к подложке и материалу обкладок, обладать высокой электрической прочностью и малыми потерями, иметь высокую диэлектрическую проницаемость и минимальную гигроскопичность, не разлагаться в процессе формирования пленок.
Обкладки конденсаторов должны иметь высокую проводимость, коррозийную стойкость, технологическую совместимость с материалом подложки и диэлектрика, хорошую адгезию к подложке и диэлектрику, высокую механическую прочность.
Так как рабочее напряжение для всех конденсаторов Uр=12В, для создания конденсаторов в данной схеме наиболее целесообразно использовать в качестве диэлектрика стекло электровакуумное С41-1 (НПО.027.600). Материал для напыления обкладок — Алюминий А99 (ГОСТ 11069-64).
| Удельное поверхностное сопротивление пленки обкладок s, Ом/: | 0.2 |
| Удельная емкость C0, пФ/см2: | 20 000 |
| Рабочее напряжение Up, В: | 12.6 |
| Диэлектрическая проницаемость при =1кГц: | 5.2 |
| Тангенс угла диэлектрических потерь tg при =1кГц: | 0.002-0.003 |
| Электрическая прочность Eпр, В/см: | 3 106 |
| Рабочая частота , МГц, не более: | 300 |
| Температурный коэффициент емкости ТКС при Т= -60 125C, 1/C: | (1.5-1.8) 10-4 |
2.2.4 Выбор материала для проводников, контактных площадок
Материалы проводников и контактных площадок должны иметь малое удельное сопротивление, хорошую адгезию к подложке, высокую коррозийную стойкость.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
