Фізико-технологічні основи металізації інтегральних схем - Курсовая работа

Реалізація принципів, ідей, методів напівпровідникової мікроелектроніки привела до створення інтегральних схем, що є цілими пристроями і навіть системами, розміщеними в одному напівпровідниковому кристалі.Підкладки ІС є діелектричною і механічною підставою для плівкових і навісних елементів і служать тепловідводом. Матеріал підкладки повинен володіти наступними властивостями і характеристиками: 1) високим опором ізоляції і електричною міцністю; Велика шорсткість поверхні підкладки знижує надійність тонкоплівкових резисторів і конденсаторів, оскільки мікронерівності зменшують товщину плівок резисторів.Інтегральні мікросхеми складаються з ізолюючої підстави (підкладки), на поверхні якого розміщені плівкові елементи (резистори, конденсатори, спіралі індуктивності, провідники і контактні площадки), а також навісні безкорпусні мініатюрні активні (транзистори, діоди, напівпровідникові) і пасивні (конденсатори, котушки індуктивності і так далі) компоненти. Плівковий резистор розташовують на поверхні діелектричної підкладки, конструктивно він складається з резистивної плівки певної конфігурації і контактних площадок. Розміри контактної області повинні вибиратися такими, щоб при якнайгірших поєднаннях геометричних розмірів резистивного шару і контактних площадок резистивна і провідна плівки перекривалися, забезпечуючи малий перехідний опір контакту в низькоомних резисторах. Як резистивні матеріали тонкоплівкових резисторів використовують чисті метали і сплави з високим електричним опором, а також спеціальні матеріали - кермети, які складаються з частинок металу і діелектрика (наприклад, Cr і SIO). Конструктивно ці конденсатори є тришаровою структурою метал - діелектрик - метал (МДМ-структура) і складаються з нижнього і верхнього обкладань, розділених шаром діелектричного матеріалу.Сукупність технологічних операцій, складових технологічний маршрут виробництва тонкоплівкових ІС, включає підготовку поверхні підкладки, нанесення плівок на підкладку і формування конфігурацій тонкоплівкових елементів, монтаж і збірку навісних компонентів, захист і герметизацію ІС від зовнішніх дій. Нанесення плівок на підкладку ІС здійснюється: а) термічним випаровуванням матеріалів у вакуумі з конденсацією пари цих матеріалів на поверхню підкладки;Найпростішим методом отримання заданої конфігурації плівкових елементів є масковий, при якому нанесення кожного шару тонкоплівкової структури здійснюється через спеціальний трафарет. При масковому методі рекомендується така послідовність формування шарів ІС: 1) напилення резисторів, провідників і контактних площадок; Плівка з напилюваного матеріалу осідає на підкладці в місцях, відповідних малюнку вікон в масці. Нанесення плівок через знімні маски здійснюють термічним випаровуванням у вакуумі або іонно-плазмовим розпилюванням. В результаті викривлення маски в процесі напилення плівки між маскою і підкладкою утворюється зазор, що приводить до підзапалу.Цей метод дозволяє отримати конфігурацію елементів будь-якої складності і має велику точність в порівнянні з масковим, проте він складніший. Метод прямої фотолітографії передбачає нанесення суцільної плівки матеріалу тонкоплівкового елементу, формування на її поверхні фоторезистивної контактної маски, витравляння через вікна у фоторезисті зайвих ділянок плівки. Контактна маска з фоторезиста або іншого матеріалу, стійкішого до подальших технологічних дій, відтворює малюнок фотошаблону з плівки. Після фотолітографії і травки алюмінієм провідна плівка залишається в областях контактних площадок і провідників.При поєднанні маскового методу і фотолітографії методів для мікросхем, що містять резистори, провідники і конденсатори, використовують два варіанти: 1) напилення резисторів через маску, напилення провідної плівки на резистивну; фотолітографія провідного шару; почергове напилення через маску нижніх обкладань, діелектрика і верхніх обкладань конденсатора; нанесення захисного шару;Підкладка 4, на яку проводитися напилення, закріплена на утримувачі 5. Поворотна заслінка 8 перекриває потік парі від випарника до підкладки: напилення триває протягом часу, коли заслінка відкрита.[3] Джерело напилюваної речовини звязується з нагрівачем по-різному: у вигляді дужок, що навішуються на нитку напруження; у вигляді невеликих стержнів, що охоплюються спіраллю, у вигляді порошку, засипаного в тигель, що нагрівається спіраллю і тому подібне. На підкладці створюються найбільш сприятливі умови для конденсації пари, хоча частково конденсація пари відбувається і на стінках ковпака. Швідкість наростання плівок залежить від ряду чинників (температура нагрівача, температура підкладки, відстань від випарника до підкладки, тип напилюваного матеріалу і ін.) і лежить в межах від десяти до десятків нанометрів в секунду.[3]Проте відсутній випарник; його місце по розташуванню (і по функціях) займає катод 6, який або складається з напилюваної речовини, або електрично контактує з нею. При подачі високої (2 - 3 КВ) напруги на катод (анод заземляють з міркувань електробезпеки) в про

ЗМІСТ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1. ЕЛЕМЕНТИ І КОМПОНЕНТИ ІНТЕГРАЛЬНИХ МІКРОСХЕМ

1.1 Підкладки інтегральних схем

1.2 Елементи ІС

РОЗДІЛ 2. ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА ІНТЕГРАЛЬНИХ МІКРОСХЕМ

2.1 Масковий метод

2.2 Метод фотолітографії

2.3 Комбінований метод

РОЗДІЛ 3. МЕТОДИ МЕТАЛІЗАЦІЇ ІНТЕГРАЛЬНИХ СХЕМ

3.1 Термічне (вакуумне) напилення

3.2 Катодне напилення

3.3 Іонно-плазмове напилення

3.4 Анодування

3.5 Електрохімічне осадження

ВИСНОВКИ

ЛІТЕРАТУРА