Физико-химические основы нанесения толстых пленок. Процессы нанесения и термообработки толстых пленок

высокопроводящие металлы (размер частиц порядка единиц микрометров): Ag, Pd, реже Au. Соотношение содержания металлического порошка и конструкционной связки в пасте ~ 9:1. В этих условиях возможен массовый взаимный контакт металлических частиц, а удельное поверхностное сопротивление при толщине элемента 10 – 25 мкм обычно не превышает 0,05 Ом. Такие элементы можно обслуживать.

    Наибольшее применение находят проводниковые пасты на основе системы Ag – Pd, из которых получают стабильные проводящие элементы, хорошо технологически совместимые с резисторами.

    В технологической себестоимости толстоплёночных микросхем стоимость паст на основе драгоценных металлов  может достигать 50%. В связи с этим большое внимание уделяется разработке проводниковых паст на основе неблагородных металлов: Al, Cu, Ni.

    Пасты на основе Cu хорошо паяются припоем ПОС – 61, но требуют специальной обработки частиц меди для предохранения их от окисления при комнатной температуре, а также контролируемой среды при вжигании (азот или аргон). Пасты на основе Al и Ni можно вжигать на воздухе, но их практически невозможно паять.[4]

    Пасты для резисторов готовятся на основе керметных материалов, в которых проводящей фазой являются металлы (Pd, Ag, W и карбид вольфрама), а диэлектрической фазой – окислы металлов и стёкла. Изменяя концентрацию диэлектрической составляющей, можно регулировать поверхностное сопротивление плёнок в широких пределах (1…10⁶ Ом/ð). Параметры некоторых резистивных паст представлены в табл. 2.[5]

                      Таблица 2. Параметры некоторых резистивных паст.

    Резистивные пасты включают в себя в качестве функциональной фазы частицы металла и окисла металла. Частицы окисла металла, обладающие изоляционными и полупроводниковыми свойствами, «разобщают» частицы металла, которые в результате образуют проводящие цепочки. С уменьшением содержания металла удельное поверхностное сопротивление резистивных слоёв возрастет. Широкое применение находят  серебряно – палладиевые резистивные пасты типа ПР, которые выпускают в двух сериях с удельным поверхностным сопротивлением 5 Ом – 50 кОм (ПР - 5, ПР – 20,…ПР – 20К, ПР – 50К) и 50 кОм – 1 Мом. Функциональная фаза состоит из Pd и Ag₂O. В качестве конструкционной связки используют стекло №660.

    Ограниченное применение находят резистивные пасты типа ПРИ и ПРС (на основе окиси индия). Эти пасты имеют пониженную стабильность.

    Толщина воженных резисторов обычно лежит в пределах 15 – 20 мкм.[6]

Диэлектрические пасты в технологии толстоплёночных ИМС используются в качестве герметизирующих покрытий, изолирующих слоёв многослойных структур (типа ПД) и диэлектрических слоёв конденсаторов (типа ПК). Герметизирующие покрытия предохраняют ИМС или отдельные её элементы от влияния окружающей среды (например, влаги, газа и пыли) и от механических повреждений, уменьшают дрейф параметров под нагрузкой. Материалами для герметизирующих покрытий  служат различные органические компаунды, например полиуретан, или неорганические композиции, например легкоплавкие стёкла из боросиликата свинца или силиката свинца – циркония с температурой вжигания не выше 500°С. Диэлектрическая проницаемость этих материалов обычно составляет 5…10. Из этих материалов удаётся получить пересечения ёмкостью менее