Общий принцип технологии: в облако плазмы в вакууме помещают деталь, которой сообщают отрицательный потенциал. Тогда положительные ионы вытягиваются из слоя плазмы, ускоряются электрическим полем и поступают к детали. В такой системе удается получить потоки частиц со скоростями до сотни км/с и энергиями до десятков тысяч эВ. Это позволяет проводить технологические процессы, основанные на конденсации атомарных частиц на поверхности, испарение поверхности металлов, внедрение атомов вглубь кристаллической решетки, имплантацию ионов нужного вида.
Методом плазменной технологии в вакууме могут быть успешно решены следующие наиболее актуальные задачи:
1. изменение структурно-энергетического состояния поверхности материалов (ионное легирование полупроводников, упрочнение поверхности и др.)
2. получение особо чистых слоев материалов, обладающих специальными свойствами и выполняющих активные функции (магнитные, оптические, эмиссионные, сверхпроводящие и другие слои);
3. защита элементов барьерными слоями;
4. получение многослойных структур, обладающих высокими механическими и эксплуатационными свойствами;
5. получение пленочных монокристаллических структур;
6. очистка поверхности кристалла полупроводника.
Использование электронно-лучевой обработки.
Испарение в вакууме материалов при нагреве их электронным лучом широко используют для получения тонких пленок. В отличие от других способов испарения, где энергия подводится к испаряемой поверхности через стенку тигля или высокотемпературный нагревательный элемент, при электронно-лучевом испарении осуществляется прямой нагрев поверхности испаряемого материала, а также имеется возможность точно регулировать ввод энергии в испаряемый материал, а, следовательно, скорость испарения и распределение потоков пара.
Электронно-лучевое испарение применяют в микроэлектронике для нанесения различных металлических покрытий на стальную ленту, для изготовления фольги из псевдосплавов сложного состава.
Применение светолучевой (лазерной) обработки.
Наиболее эффективна в микроэлектронике лазерная сварка. С ее помощью производят соединение плоских выводов с монтажом печатных плат. Лазерная сварка применяется и при герметизации корпусов интегральных схем. Высокая локальность и кратковременность нагрева при импульсной лазерной сварке позволяет понизить температуру в наиболее чувствительных нагревах элементов интегральной схемы.
С помощью лазерной сварки можно соединять металлы с различными теплофизическими и химическими свойствами, а также с неметаллами, термическое действие лазерного излучения может быть применено для закалки и поверхностного упрочнения, для создания p-n-переходов в производстве полупроводниковых приборов, для получения тонких пленок путем испарения материалов в вакууме.
Изготовление тонкопленочных элементов.
для получения необходимого рисунка фотолитографию — метод, заимствованный из технологии полупроводниковых ИС. Фотолитографию осуществляют следующим образом. На подложку наносят сплошные пленки необходимых материалов, например, резистивный слой и поверх него — проводящий слой. Затем поверхность покрывают фоторезистом и с помощью соответствующего фотошаблона создают в нем рисунок для проводящего слоя (например, для контактных площадок будущего резистора). Через окна в фоторезистной маске проводят травление проводящего слоя, после чего фоторезист удаляют. В результате на пока еще сплошной поверхности резистивного слоя получаются готовые контактные площадки. Снова наносят фоторезист и с помощью другого фотошаблона создают рисунок полоски резистора. Затем проводят травление, удаляют фоторезист и получают готовую конфигурацию резистора с контактными площадками.
Другой способ контроля состоит в использовании в качестве свидетеля тонкой кварцевой пластины, которая через внешние выводы присоединена к колебательному контуру генератора колебаний. Как известно, кварцевая пластина обладает свойствами колебательного контура, причем резонансная частота однозначно связана с толщиной пластины, В процессе напыления толщина пластины меняется и меняется частота генератора. Изменения частоты легко измерить и остановить процесс напыления в нужный момент.
Подложки тонкопленочных ГИС должны прежде всего обладать хорошими изолирующими свойствами. Кроме того, желательны малая диэлектрическая проницаемость, высокая теплопроводность, достаточная механическая прочноста. Температурный коэффициент расширения должен быть близким к температурным коэффициентам расширения используемых пленок.
В настоящее время наибольшее распространение в качестве подложек имеют ситалл и керамика. Ситалл представляет собой кристаллическую разновидность стекла (обычное стекло аморфно), а керамика — смесь окислов в стекловидной и кристаллической фазах.
ЗАЩИТА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ ОТ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
