Схема технологического процесса

На рис. 3.15 представлена схема технологического процесса производства ИМС эпитаксиально-планарной структуры со скрытым слоем (с транзисторами n-p-n типа). Отдельные этапы технологического процесса (фотолитография, диффузия, контроль и испытания и др.) включают от 3 до 10 операций. Например, каждый этап диффузии, указанный на схеме, состоит из загонки примеси (ее внедрения в поверхностный слой), снятия окисла, измерения поверхностного сопротивления и глубины диффузионного слоя на контрольной пластине, разгонки примеси (перераспределения ее вглубь пластины), окисления, контроля вольтамперных характеристик перехода (на контрольной пластине). Поэтому общее число операций изготовления ИМС (без учета заготовительного этапа) достигает 150, а продолжительность полного цикла обработки составляет около 100 часов.

Рис. 3.15. Схема технологического процесса изготовления ИМС эпитаксиально-планарной структуры со скрытым слоем

Основная часть технологического процесса связана с получением структур в групповой пластине. Цикл групповых процессов обработки ИМС заканчивается получением межсоединений на поверхности групповой пластины.

Принцип интегральной технологии исключает возможность обнаружения дефектов на ранних стадиях создания структур. Лишь после формирования межсоединений и периферийных контактов становится возможным контроль ИМС на правильность функционирования.

Зондовый контроль проводится на автоматических установках путем перемещения групповой пластины под головкой, несущей контактные зонды, с шагом, соответствующим размерам кристалла, и последовательного контактирования зондов с периферийными контактами каждого кристалла. При наличии годного кристалла вырабатывается сигнал на очередное перемещение на шаг, в противоположном случае – сигнал на маркирующее устройство, наносящее метку на дефектный кристалл.

В дальнейшем на групповой пластине наносятся риски по границам кристаллов ( эта операция называется скрайбированием) – рис. 3.16, пластина разламывается на отдельные кристаллы, дефектные кристаллы, несущие метки, отбраковываются.

Рис. 3.16. Скрайбирование пластины (а) и разламывание ее на кристаллы (б):

1 – резец, 2 – полупроводниковая пластина, 3 – риски

Монтаж кристаллов в полых корпусах сводится к установке и фиксации с помощью приклеивания или пайки на основании корпуса, а в сплошных (полимерных) корпусах – на промежуточном носителе. Затем периферийные контакты кристалла соединяют с внешними выводами корпуса. Способ монтажа выводов, как и способ герметизации ИМС (пайка, сварка, заливка и др.) зависят от конструкции корпуса.

На рис. 3.17 показана разварка проволочных выводов к контактным площадкам корпуса и кристалла. На завершающем этапе производится электрический контроль ИМС по статическим и динамическим параметрам, проводятся выборочные механические и климатические испытания.

Рис. 3.17. Монтаж проволочных выводов:

1 – вывод, 2 – клей, 3 – ИМС, 4 – контактные площадки, 5 – корпус