17. Классификация технологических процессов изготовления коммутационных плат. Основные этапы изготовления коммутационных плат во всех типовых технологических процессах.

Коммутационная плата микросборки представляет собой миниатюр­ный аналог многослойной ПП. На поверхности коммутационных плат мон­тируются компоненты микросборки — бескорпусные интегральные МС (кристаллы), микроплаты с группой интегральных тонкопленочных рези­сторов (согласующих входы и выходы ИМС), одиночные объемные миниа­тюрные конденсаторы (в качестве развязывающих элементов). Высокая плотность монтажа требует и высокого разрешения коммутационного ри­сунка. В отличие от ПП его получают путем осаждения тонких пленок в ва­кууме с последующей фотолитографией, или по толстопленочной техноло­гии. Коммутационные проводники должны находиться на нижних уровнях платы, а на поверхность выходить только монтажные площадки для сварки или пайки выводов (перемычек) компонентов.

В зависимости от материала изолирующих слоев и способа их форми­рования коммутационные платы можно разделить на четыре типа: тонкоп­леночные с использованием осаждения в вакууме; тонкопленочные с ис­пользованием окисления алюминия в электролите (анодирование); толсто­пленочные; на основе многослойной керамики.

Ф ормирование слоев (уровней) тонкопленочной платы выполняется на общей подложке из электроизолирующего материала (ситалл, поликор и др.) путем повторяющихся циклов осаждение тонкой пленки в вакууме — фотолитография. Из рис. 7.30 следует, что осажденный сплошной слой электропроводящего металла (чаще всего алюминия) после фотолитографии превращается в систему проводников, перпендикулярных плоскости черте­жа. В этой системе предусматривают расширенные площадки для контакт­ных переходов на следующий уровень. В осажденном затем в вакууме изо­лирующем слое с помощью фотолитографии получают окна для контактных переходов, и вновь осаждается электропроводящий слой, в котором фотоли­тографией формируют систему проводников, ортогональных к нижележа­щим. При этом через окна в изоли­рующем слое создается контактный переход. Эти циклы повторяются вплоть до последнего, верхнего уровня металлизации. В последнем изолирующем слое вскрываются Рис 7.30. Структура тонкопленочной лишь окна над монтажными пло-коммутационной платы (нижние уровни) щадками: для электромонтажа компонентов и периферийными площадками для монтажа микросборки в целом в модуле следующего уровня (например, на ГШ ячейки).

Нетрудно заметить, что с первого же цикла обработки в многоуровне­вой системе возникает и развивается рельеф, создающий ступеньки в изоли­рующих и проводящих слоях (на рис. 7.30 отмечены кружками). Эти участ­ки являются потенциальной причиной отказа: в первом случае — пробоя изоляции, во втором — разрушения проводника.

18.Ионно-плазменное травление. Ионно-лучевое травление.

Как ионно-плазменное, так и ионно-лучевое травление основаны на использовании образующихся в процессе разряда высокоэнергетических (>=500 эВ) ионов инертного газа, например Аг+. Ионно-плазменное травление проще всего осуществить в высокочастотной диодной системе, схема которой представлена на рис. 1. Материал, подвергаемый травлению, закрепляется на запитываемом электроде и бомбардируется притягиваемыми из плазмы ионами.

1 - Рабочий газ

2 - К насосу

3 - Подложка

4 - Катод

5 - Заземленный экран

6 - Источник ВЧ-напряжения

Рис. 1. Высокочастотная диодная система для реактивного ионного травления.

(запитываемый электрод является катодом, а все остальные внутренние заземленные части реактора - анодом; при этом площадь катода намного меньше площади анода. Плазма не удерживается и занимает весь объем камеры. Заземленный экран предотвращает распыление защищаемых им участков поверхности запитываемого электрода).

Если отношение поверхности катода к заземленной поверхности достаточно мало, то наибольшее падение напряжения осуществляется на ионной оболочке катода. Направление вектора электрического поля в районе ионной оболочки перпендикулярно поверхности катода, поэтому при типичных рабочих давлениях (1,33-13,3 Па) ионы падают па поверхность под прямым углом, и, следовательно, степень анизотропии травления очень высока.

В методе ионно-лучевого травления источником ионов обычно является разряд постоянного тока, ограничиваемый магнитным полом, причем область разряда физически отделена от стравливаемой подложки системой сеток (электродов), на которые подаются потенциалы смещения, обеспечивающие экстрагирование ионного пучка (обычно Аг+) из разряда. Для обеспечения используемых па практике плотностей тока лучка (<= 1 мА/см2) требуется прикладывать напряжение (сообщать нонам энергию) свыше 500 В. Обычно пучок хорошо коллимирован, поэтому угол его падения на поверхность подложки можно регулировать наклоном подложкодержателя. Для нейтрализации ионного пучка на его пути размещается разогреваемая нить накала, инжектирующая в пучок электроны низких энергий.

Хотя и ионно-плазменное, и ионно-лучевое травление обеспечивают в потенциале высокое разрешение, они не получили широкого применения в технологии СБИС. Основной причиной этого является неудовлетворительная селективность.