ОНЭ Открой свой разум
 
   
***   Наука и мир   ***
***       Студенту       ***
  На Главную
Публикуй свои материалы!!!
** Творчество **
** Не ортодокс ***
*   ЭВМ   *
*Наш Мир*
  Опубликовать  
Наши контакты
Форум
Чат
 
 
Найти:

На
 
 
 
 
Дерево
сайта

  ЭВМ
Си
»»»»
Delphi
»»»»»»
среды
разработки,
программы


Наш мир

Студенту

Творчество

Не ортодокс

Наука и мир
 
 
 
Скачать
1.5 Мб
   
   
 
Получение пассивных элементов гибридных интегральных схем (ГИС) из растворов металлоорганических соединений

           В настоящие время в отечественной и зарубежной практике изготовление пассивной части ГИС применяются тонкоплёночные и толстоплёночные технологии. Доля толстоплёночных схем в общем объёме производства ГИС составляет около 80%.
           Такое преобладание толстых плёнок над тонкими связано в первую очередь с тем, что основной метод толстоплёночной технологии – метод трафаретной печати – позволяет применять высокопроизводительное автоматизированное оборудование и обеспечивать получение надёжных пассивных элементов. Существенным недостатком метода трафаретной печати является его сравнительная низкая разрешающая способность (150 –200мкм).
           Достоинством же тонкоплёночной технологии является возможность получения прецизионных пассивных элементов с высокой разрешающей способностью (5 – 10 мкм).
           Основным методом тонкоплёночной технологии являются вакуумное испарение, катодное распыление и химическое осаждение. Недостатками этих известных способов получения тонкоплёночных пассивных элементов являются:
           - необходимость использования дорогостоящих и громоздких вакуумных установок;
           - необходимость привлечении для работ высококвалифицированных специалистов;
           - низкая устойчивость тонкоплёночных элементов к внешним эксплуатационным воздействиям, из-за чего тонкоплёночные элементы приходиться защищать вакуумплотными  корпусами.
           Из вышеизложенного ясно, что применение вакуумной технологии не всегда оправдано из–за сложности оборудования и дороговизны производства. Кроме того, применение тонких плёнок в схеме повышенной мощности невозможно из-за малой толщины проводящих слоев (от нескольких сот до нескольких тысяч ангстрем).
           Разработка метода получения проводниковых и резистивных слоёв толщиной от 1 до 2,5 мкм с высокой разрешающей способностью метода фотолитографии с одной стороны, и простотой изготовления, присущей толстоплёночной технологии, с другой стороны, позволит значительно расширить области применения гибридной технологии.
           В результате длительных исследований был разработан метод получения пассивных элементов ГИС из растворов металлоорганических соединений (МОС). Сущность его состоит в том, что раствор органических производных металлов наносится на диэлектрическую подложку методом полива с последующим центрифугированием, высушивается на воздухе и вжигается при температурах 500-900 оС. В результате термообработки на диэлектрической подложке образуется сплошная проводниковая или резистивная пленка, из которой методом фотолитографии формируются проводниковые или резистивные элементы с четким рисунком и высокой разрешающей способностью. Исходными веществами для получения пленочных элементов являются абиетат серебра и  резинат висмута. Абиетат серебра был синтезирован методом осаждения из гомогенного раствора “смоляного мыла” нитратом серебра и исследован методами элементного анализа, ИК – и ЯМР – спектроскопии. Установлена его формула С19Н29СООAg и предложен химизм образованию. При нагревании на воздухе абиетат серебра  при 450 – 460 оС . Резинат висмута, имеющейся в рабочем растворе образует при разложении оксид висмута Bi2O3, играющего роль флюсующего агента  и прикрепляющего серебряную пленку к диэлектрической подложке. Толщина проводниковых слоев при однократном нанесении после термообработки при 800 оС колеблется от 0,3 до 0,5 мкм в зависимости от вязкости рабочего раствора. После повторного нанесения раствора и термообработки при 600 оС проводниковая пленка имеет толщину 1-2,5 мкм. Из сплошной серебряной пленки методом фотолитографии формируются проводниковые элементы и микрополосковые линии (рис. 1) с удельным поверхносным сопротивлением 0,0025 – 0,0035 Ом/ квадрат и адгезией  45-65 кг/см2.
           


Рис. 1
Внешний вид подложек с микрополосковыми
линиями задержки

           Проверка точности воспроизведения топологии рисунков, полученных по описанной выше методике, показала, что точность воспроизведения не хуже, чем при тонкопленочной фотолитографии.
           Потери электромагнитной энергии в образцах, изготовленных по разработанному методу, значительно меньше, чем  в образцах, изготовленных по толстопленочной технологии.
           Разработанный метод изготовления проводниковых пленочных элементов из растворов МОС дает возможность по  весьма простой схеме получить проводниковые элементы с четким рисунком и высокой разрешающей способностью, определяемой процессом фотолитографии.
           Наряду с разработкой способа получения проводниковых плёночных элементов, был также разработан оригинальный метод получения резистивных  пленочных элементов из растворов МОС. Отличительной особенностью  разработанного метода является использование только двух компонентов: органических растворов терпенсульфата рутения и резината висмута.
           Сущность получения резистивных плёночных элементов из растворов МОС состоит в следующем. Растворы терпенсульфата рутения и резината висмута, взятые в определенных соотношениях, тщательно перемешиваются до образования гомогенного раствора, который наносится на обезжиренную ситалловую подложку методом полива и последующего центрифугирования. Полученная на подложке пленка высушивался на воздухе в течение 10 -15 мин и вжигался при 600 – 950 оС в течение 5 – 15 мин. В результате термо обработки получалась очень гладкая блестящая резистивная пленка, прочно скрепленная с подложкой. Проводимость этой пленки обеспечивает рутенат висмута, который синтезируется из исходных компонентов непосредственно на подложке в результате термообработки по реакции: 2RuO2 + Bi2O3 = Bi2Ru2O7, а роль флюса выполняет сверх стехиометрический Bi2O3, образующийся из резината висмута. Рентгенофазовый анализ полученных резистивных пленок показал наличие в них только двух фаз: рутената висмута с пиро-хлорной структурой и оксида висмута Bi2O3.
           Разные соотношения в рабочем растворе по отношению к образующемуся Bi2Ru2O7   дают различные удельные сопротивления возжжённых пленок.
           Из полученных на ситалловых подложках резистивных пленок методом фотолитографии изготавливались резисторы необходимой формы и размеров с удельным поверхностным сопротивлением 5*102 – 3*105 Ом/квадрат, в зависимости от избытка оксида  висмута в рабочем растворе сверх стехиометрического его количества, необходимого для образования Bi2Ru2O7.
           Для провидения процесса фотолитографии использовался позитивный фоторезист ФП-383, а в качестве травителя пленок рутената висмута – “царская водка”, насыщенная фтористым аммонием.
           На рис.2 изображена подложка с пассивной частью микросхем, выполненной на основе разработанного метода. Четкость рисунка резистивных элементов сомнения не вызывает.


Рис. 2
Внешний вид пассивной части микросхем с резисторами,
полученных из растворов МОС

           Разработанный метод получения резистивных пленочных  элементов из растворов МОС открывает возможность изготавливать как постоянные, так и  переменные (из-за абсолютно гладкой поверхности) резисторы по простой и дешевой технологической схеме. Получаемые резисторы обладают повышенной стойкостью к восстановительной атмосфере,  высокой термостабильностью и достаточно широким диапазоном удельных поверхностных сопротивлений. Использование фотолитографии при получении резистивных пленочных элементов дает возможность получать топологические рисунки резисторов практически любой конфигурации.  

 

Hosted by uCoz