Технология получения кремния (схема процесса и химические реакции).

Сеткография (трафаретная печать, шелкография) (схема процесса).

Сеткографический способ основан на нанесении специальной трафаретной краски на плату путем продавливания ее резиновой лопаткой (ракелем) через сетчатый трафарет, на котором необходимый рисунок образован ячейками сетки, открытыми для прохождения краски (рис. 8.8). Закрепление краски на заготовке осуществляется длительной сушкой в - конвейерных печах горячим (323...455 К) воздухом или под действием инфракрасного излучения. Способ обеспечивает высокую производительность и экономичен в условиях массового производства. Точность размеров проводников не хуже ±0,1 мм.

Рис. 8.8. Схема получения рисунка печатной платы методом сеткографии:

1 — ракель; 2 — направление движения; 5 — рама; 4 — фиксатор подложки; 5 — подложка; б — основание; 7 — трафаретная краска; 8 — трафарет; 9 — нанесенный рисунок; 10 — зазор

Офсетная печать (схема процесса).

Способ офсетной печати состоит в изготовлении печатной формы, на поверхности которой формируется рисунок платы. Форма закатывается трафаретной краской с помощью специального валика, а затем печатный цилиндр, покрытый слоем офсетной резины, переносит краску с формы на подготовленную поверхность основания платы (рис. 8.7). Данный способ характеризуется высокой производительностью, применим в условиях массового и крупносерийного производства. К его недостаткам относятся высокая стоимость оборудования, необходимость использования квалифицированного обслуживающего персонала и трудность изменения рисунка платы.

Рис. 8.7. Схема получения рисунка печатной платы методом офсетной печати:

1 — офсетный валик; 2 — валик для нанесения краски; 3

— краска; 4 — прижимной валик; 5 — устройство для нанесения краскн (поднято); б — диэлектрик; 7 — медная фольга; 8 — основание; 9 — клише

Фотолитография (схема процесса).

Фотолитография представляет собой совокупность фото- и физико-химических процессов, необходимых для получения заданных размеров и конфигурации элементов ИМС. Суть процесса фотолитографии заключается в следующем. На подложку наносится фоторезист. В зависимости от механизма протекающих в фоторезисте реакций фоторезисты делят на позитивные и негативные. При облучении негативного фоторезиста через фотошаблон в нем протекают реакции, приводе.

Побитными ^ж непятибнми

рваист

Формирование приводящие к потере фоторезистивной маски растворимости. После обработки в соответствующих растворителях на подложке остается рельеф, негативный по отношению к фотошаблону. В позитивных резистах протекают обратные процессы и получается рельеф, соответствующий изображению фотошаблона. На этом процесс собственно фотолитографии заканчивается. Защитный рельеф фоторезиста используется для последующей обработки пленочных слоев в соответствующих травителях.

Способность резистивного слоя воспроизводить и передавать мелкие детали копируемого изображения называется разрешающей способностью (р). Численно она определяется количеством параллельных линий одинаковой ширины, расположенных с зазором, равным ширине линии:

р = 1000/(2*) (лин/мм),

где Ь — ширина линии.

Разрешающая способность существенно зависит также от совершенства применяемых фотошаблонов и источников ультрафиолетового излучения. Тип фоторезиста определяется назначением фотолитографического процесса. Основное достоинство позитивного фоторезиста — более высокая разрешающая способность, чем у негативных.

Для справки приведем некоторые параметры отечественного позитивного фоторезиста ФП-307: пик спектральной чувствительности 407 нм, оптимальная толщина резистивной пленки 1 мкм, минимальное расстояние разрешения 2,5 мкм.

Основными стадиями фотолитографического процесса являются: разработка топологии слоев ИМС и фотошаблонов; изготовление оригиналов фотошаблонов; получение фотокопий с оригиналов; изготовление фотошаблонов; нанесение фоторезистивной пленки; совмещение и экспонирование; проявление и задубливание рисунка.

Технология получения кремния (схема процесса и химические реакции).

Для выделения кремния используют реакции двух типов: восстановление и пиролитическое разложение. Восстановление проводят из тетрахлорида кремния SiCl4, тетрабромида кремния SiBr4, три-хлорсилана SiHC^. При использовании двух первых соединений восстановление идет по следующим реакциям:

SiCl4 + 2Н2 - 4HCI + Si, SiBr4 + 2Н2 - 4HBr + Si.

Для пиролитического разложения применяют силан:

SiH4 - Si + 2Н2,

Одновременно с осаждением кремния осаждают примеси (бор или фосфор) из газообразных соединений ВС12, ВВг2, РС14 (в реакциях восстановления), диборан В2Н4 и фосфин РН4 (в реакциях пиролиза). Соотношение компонентов смеси должно обеспечивать заданную концентрацию примеси в эпитаксиальной пленке.

Рис. 7.27. Схема механизма эпитаксии кремния из тетрахлорида кремния

Диффузия.

В случае, когда в твердом теле имеется градиент концентрации атомов какого-либо вещества dN/dx, создается направленное диффузионное движение атомов этого вещества, стремящееся выравнять концентрацию его атомов во всем объеме. Этот процесс происходит интенсивно при высоких температурах, так как при повышении температуры увеличивается подвижность атомов.

Если ось х параллельна градиенту концентрации, то уравнение для потока вещества имеет вид где / — поток вещества, проходящий через единицу площади в момент времени; D — константа, равная потоку с обратным знаком при dN/dx = 1, называемая коэффициентом диффузии; dN/dx — градиент концентрации, перпендикулярный к этой плоскости в тот же момент времени. При dN/dx = 0 / = 0, т. е. при отсутствии градиента концентрации отсутствует результирующий поток. Это уравнение называется первым законом Фика.

Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 121; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!