Технологічні процеси виробництва гібридних мікросхем і мікрозбірок

 

В основу виробництва гібридних мікросхем (ГІС) і мікрозбірок (МЗб) (рис. 1.60) покладені різні способи створення пасивних плівкових елементів мікросхем (резисторів, конденсаторів, індуктивних елементів, RC – структур, провідників, контактних площинок і ін.) на діелектричній основі або діелектричній плівці і приєднання до них за допомогою складальних операцій активних компонентів (діодів, транзисторів, мікросхем) і пасивних компонентів (резисторів, конденсаторів, індуктивних елементів, RC – структур, провідників і ін.). Для створення ГІС і МЗб, як правило, використовують безкорпусні мініатюрні компоненти з жорсткими виводами. Жорсткі виводи підвищують надійність з’єднань і дозволяють автоматизувати складальні операції.

Така технологія виготовлення мікросхем, за якою пасивні елементи і активні та пасивні компоненти створюють за декількома незалежними один від іншого виробничими циклами надає переваги, які обумовили виробництво і застосування ГІС і МЗб. Гібридний спосіб створення ГІС і МЗб є універсальним, в ньому поєднуються переваги плівкової і напівпровідникової технологій, забезпечується можливість використання ІМС, що різняться як за функціональним призначенням, так і за конструктивним виконанням. За надійністю та щільністю упакування ГІС і МЗб поступаються напівпровідниковим, але за функціональним призначенням і ступенем інтеграції можуть їх перевершувати.

Основні переваги ГІС: можливість створення широкого класу цифрових та аналогових ІМС за короткого циклу їх розроблення; можливість виготовлення пасивних елементів із широким полем значень і жорсткими допусками; універсальність методу конструювання ІМС; відносно високий відсоток виходу придатних ІМС.

Багаторівневе розміщення провідників і пасивних елементів і використання великих багатофункціональних напівпровідникових мікросхем, як компонентів, значно розширяють схемотехнічні можливості створюваних великих гібридних мікросхем.

Технологічний процес їх виробництва простіший, меншої трудоємності, коротшого циклу виробництва і дешевший, ніж технологічний процес виготовлення напівпровідникових мікросхем. Важливою перевагою ГІС є ремонтопридатність - можливість заміни компонентів на етапі складання або експлуатації.

Усі пасивні елементи ГІС створюють на поверхні діелектричної основи (підложки) або діелектричної плівки у вигляді з'єднання або об’єднання плівок необхідної форми з різними електрофізичними властивостями. Частину основи, на поверхні якої створені плівкові елементи, міжелементні й міжкомпонентні з'єднання та контактні площинки однієї ГІС або МЗб називають платою. Плата є конструкційною і функціональною основою ГІС і забезпечує ізоляцію між елементами і компонентами, стабільність їх параметрів і тепловідвід.

За конструкцією ГІС і МЗб складаються з плати (пасивна частина) і установлених на її поверхню і електрично з’єднаних із іншими електро – радіо – елементами компонентів і захисного та ізолювального корпусу. Тому в технології виготовлення ГІС і МЗб можна виділити два основні цикли виробництва:

1) виготовлення плат – створення на діелектричних основах плівкових елементів, міжелементних і міжкомпонентних з'єднань і контактних площинок;

2) установлення компонентів на плати, складання і захист мікросхем - розділення основ на плати, монтаж компонентів, монтаж плат із компонентами в корпус і їх захист.

У гібридних мікросхемах пасивні елементи створюють нанесенням тонких (0,1 – 1,5 мкм) або товстих (20 – 40 мкм) плівок заданої форми на підложки із діелектричних матеріалів або на діелектричні плівки, нанесені на інші матеріали. Тому в залежності від товщини використовуваних плівок розрізняють тонкоплівкові й товстоплівкові технології виробництва ГІС.

Сутність тонкоплівкової технології у тому, що для реалізації плівкових елементів на поверхню основи в необхідній послідовності наносять тонкі плівки, а після методами мікролітографії створюють конфігурацію плівкових елементів і внутрішніх схемних з’єднань. При використанні вільних масок, нанесення плівки та формотворення однотипних елементів виконують одночасно. Широкий вибір різних матеріалів для плівкових елементів визначив різні способи нанесення плівок, а поєднання їх із методами формотворення в плівках визначило багато типових технологічних процесів виготовлення плат.

Товстоплівкова технологія базується на застосуванні трафаретного друку - нанесенні на плату крізь сітчаний трафарет різних за складом та призначенням паст із наступним їх відпалюванням. Для світлочутливих паст використовують фотолітографічне оброблення нанесених однотипних шарів.

Характерною особливістю технології ГІС і МЗб є можливість підгонки параметрів елементів на етапі виготовлення плат і заміни компонентів на етапі складання, що підвищує якість і відсоток виходу придатних ІМС.

Матеріали основ (підложок). Для забезпечення необхідних електричних параметрів мікросхем і надійності їх функціонування, матеріали основ (підложок) мають задовольняти жорстким вимогам. Матеріал основи повинен мати температурний коефіцієнт лінійного розширення (TKL) по можливості близьким TKL напилюваних матеріалів плівок із метою забезпечення достатньо малих механічних напруг у плівках, мати високий питомий електричний опір ізоляції, високу електричну міцність, малий тангенс діелектричних утрат, високу механічну міцність, високий коефіцієнт теплопровідності, високу хімічну інертність та ін. Високий питомий електричний опір забезпечує добру ізоляцію елементів, низький рівень діелектричних утрат зменшує утрати енергії в діелектрику основи, висока теплопровідність забезпечує відведення тепла від мікросхем і резисторів і вирівнює температуру плати при функціонуванні. Основи повинні мати достатню термостійкість при паянні і зварюванні, матеріал основи і структура поверхні повинні забезпечувати добру адгезію осаджуваних плівок. Перераховані вимоги до основ є загальними як для тонкоплівкових, так і для товстоплівкових мікросхем. Проте ураховуючи відмінності в властивостях тонких і товстих плівок і технологіях їх нанесення, вимоги до шорсткості поверхні підложок не збігаються.

Основи тонкоплівкових мікросхем повинні мати мінімальну шорсткість поверхні, бути без пор та тріщин. Основи товстоплівкових мікросхем повинні мати пористу поверхню для забезпечення доброї адгезії плівок.

Для виготовлення основ використовують, в основному, скло, кераміку, ситал, поліімід та ін. Зі скла кращими є боро - та алюмосилікатні сорти. Серед недоліків основ із скла - мала теплопровідність і механічна міцність. Ситал є склокристалічним матеріалом, який створюють термообробленням скла. За своїми властивостями ситал перевищує вихідне скло до того ж добре механічно обробляється. Для зменшення шорсткості поверхню ситалу покривають оксидом танталу.

Керамічними матеріалами для основ тонко - і товстоплівкових ІМС є полікорунд (кераміка на основі оксиду алюмінію) і берилієва кераміка, відповідно. Берилієва кераміка має високу теплопровідність, а полікорунд - високу механічну міцність, стабільність електричних та фізичних параметрів у широкому температурному діапазоні. До недоліків кераміки слід віднести значну шорсткість поверхні, яка може бути зменшена глазуруванням тонким шаром безлужного скла або оксиду танталу. Геометричні розміри основ стандартизовані: 50 x 50, 48 x 60, 60 x 96, 100 x 100 та 96 x 120 мм. Товщина основ складає 0,6 і 1,6 мм. Як правило, на стандартній основі груповими методами виготовляють декілька плат.

Гнучкі основи на поліімідній плівці (рис. 1.61) з двобічним розміщенням провідників використовують для гібридних ВІС та МЗб, мають малу масу, можуть приймати форму корпусу складної конструкції, згинаються та згортаються в трьох площинах. Металічні основи (підложки) виготовляють із алюмінієвих пластин з анодованою поверхнею, із стальних пластин, покритих склом або поліімідним лаком і ін. У додатку 3 у табл. Д3.1 наведені характеристики деяких матеріалів, які задовольняють вимогам до основ для тонко – і товстоплівкових мікросхем.

Матеріали плівок тонкоплівкових ГІС і МЗб. Для тонкоплівкових провідників, контактних площинок і індуктивних елементів ГІС і МЗб використовують провідникові структури, які мають високу електропровідність, добру адгезію до підложок, здатні до зварювання або паяння, хімічно інертні до підложок і резистивних та діелектричних матеріалів, з якими вони знаходяться в контакті. До матеріалів з високою електропровідністю відносять метали: золото, срібло, алюміній і мідь (додаток 2, табл. Д2.2). Проте плівки цих металів не задовольняють всім перерахованим вимогам до провідників. Тому для створення тонкоплівкових провідників використовують багатошарові структури, які включають: підшар товщиною 10 – 30 нм із матеріалів з високою адгезією до підложки, шар із високою електропровідністю товщиною 0,4 – 0,8 мкм і захисний шар хімічно інертного матеріалу товщиною 50 – 80 нм з доброю здатністю до зварювання і паяння. Деякі матеріали плівкових провідників і контактних площинок наведені в додатку 4 (табл. Д4.2).

Тонкоплівкові резистори ГІС і МЗб мають діапазон значень від 10 Ом до 10 МОм. Ураховуючи мікромініатюрні розміри мікросхем, лінійні розміри резисторів обмежують, і щоб за таких обмежень створити плівкові резистори діапазон значень питомого опору резистивних плівок має бути 10 – 1.10⁵ Ом/□. Тому матеріали резистивних плівок повинні забезпечувати широкий діапазон поверхневих опорів, низький температурний коефіцієнт опору, низький коефіцієнт старіння, добру адгезію до підложки і високу технологічність. Для резистивних плівок тонкоплівкових резисторів ГІС і МЗб використовують метали, сплави і металодіелектричні композиції. Із металів для виготовлення резистивних плівок частіше інших використовують хром і тантал. Проте питомий поверхневий опір плівок металів навіть із низькою електропровідністю не забезпечує необхідного діапазону. Тому окрім металів для виготовлення резисторів застосовують металеві сплави, які мають високий питомий опір, наприклад, ніхром.

Кермети є металокерамічні суміші, до складу яких входять метали і оксиди металів, наприклад, хром і діоксид силіцію. Параметри деяких матеріалів резистивних плівок наведені в додатках 2 і 4 (табл. Д2.2, табл. Д4.1).

Тонкоплівкові конденсатори мають трьохшарову структуру метал – діелектрик – метал, сформовану на діелектричній основі. Матеріалами обкладок є метали або провідникові структури. Основними параметрами діелектричних матеріалів конденсаторів є питома ємність і електрична стійкість діелектрика. Оскільки площі конденсаторів на підложці обмежені, то для збільшення ємності конденсатора необхідно збільшувати питому ємність діелектрика , яка залежить від відносної діелектричної проникності і товщини діелектрика. Товщину діелектричних плівок обмежують їх електричною стійкістю. Діелектричні плівки повинні мати мінімальну гігроскопічність, високу механічну жорсткість при циклічних змінах температури, добру адгезію до матеріалів обкладок і під ложок. Основні параметри деяких діелектричних плівок конденсаторів наведені в додатку 5 (табл. Д5.1).

Матеріали плівок товстокоплівкових ГІС і МЗб. Матеріалами пасивних елементів товстоплівкових ГІС є пасти: резистивні, провідникові, діелектричні, ізоляційні і припійні. Всі пасти складаються із трьох компонентів: мілкодисперсний порошок скла (фритта), наповнювач і каркасоутворюючий матеріал. Крім того, для задання необхідної в’язкості до названих компонентів додають розбавник. Елементи ГІС і МЗб створюють нанесенням паст на керамічні підложки методом трафаретного друку через сітчасті трафарети з наступним їх сушінням і відпалюванням.

Фритта створюється із безлужного скла, до якого додають оксиди титану, свинцю, літію, кальцію, цинку і ін. Змінюючи оксиди, можна в широких межах змінювати температуру плавлення фритти. Наповнювачами для паст використовують порошки металів (для резистивних і провідникових паст) і діелектриків (для діелектричних паст). Як каркасоутворюючі використовують целюлозу або етилцелюлозу. Ці матеріали забезпечують гомогенність і тиксотропні властивості паст.

Наповнювачами для провідникових паст є золото, платина, срібло, паладій і їх композиції. Вони мають добру електропровідність. В залежності від складу наповнювача і товщини плівки питомий поверхневий опір товстих плівок може змінюватися від 0,002 до 0,1 Ом/□. В технології товстоплівкових мікросхем провідники покривають припоями, що збільшує їх провідність на порядок.

Наповнювачами резистивних паст є метали (золото, платина, срібло, паладій і ін. Поверхневий опір резистивних плівок залежить від частки наповнювача.

У пастах для діелектричних плівок конденсаторів як наповнювач використовують діелектрики з високою відносною діелектричною проникністю. Деякі матеріали товстоплівкових мікросхем наведені в додатках 4 і 5 (табл. Д4.1, табл. Д4.2, табл. Д5.1).

Рисунок топологічного шару задають сітчатим трафаретом, створеним з використанням металевих або капронових сіток, закріплених на рамку. Рисунок на сітці створюють фотолітографією. Маскою слугує задублений шар фоторезисту. Пасту наносять на поверхню діелектричної плати продавлюванням крізь отвори сітки.

Типові технологічні процеси виготовлення гібридних мікросхем і мікрозбірок. Як відмічалося вище, технологічні процеси виробництва ГІС і МЗб поділяють на два основні цикли: 1) виготовлення на діелектричних підложках груповими методами плівкових елементів, міжелементних і міжкомпонентних з'єднань і контактних площинок (плат); 2) індивідуальне установлення і монтаж компонентів на плати, монтаж плат із компонентами в корпус і їх захист. У залежності від використовуваних матеріалів підложок, резисторів, провідників, діелектричних плівок, методів нанесення цих матеріалів на підложку і методів формотворення плівок, а також послідовності нанесення плівок і формотворення в них, розроблено багато технологічних процесів реалізації першого циклу виробництва ГІС і МЗб.

У залежності від призначення ГІС технологічні схеми їх виробництва і використовувані матеріали будуть різними. Так для НВЧ – мікросхем для плат використовують полікорунд, резистивні і провідникові плівки наносять вакуумними методами, як матеріал провідників використовують золото з підшаром хрому, а формотворення резисторів реалізують методом контактної маски.

Високочастотні полоскові ГІС у залежності від частоти для забезпечення нормального функціонування повинні мати досить товсті полоски (резонансні елементи схем, провідники ВЧ сигналів). Такі полоски створюють комбінуванням технології вакуумного нанесення тонких мідних плівок із наступним їх формотворенням їз невакуумною технологією електрохімічного осаджування міді на створені провідники.

Сердньочастотні ГІС створюють на ситалових підложках, тонкі плівки наносять на поверхню плати вакуумними методами у послідовності: високоомна резистивна плівка, низькоомна резистивна плівка і провідні плівки (включають: адгезійний підшар, провідний шар, захисний шар). Для нанесення плівок застосовують термічне випаровування, катодне, катодне реактивне і йонно – плазмове розпилення. Реалізують потрійну фотолітографію, якою виконують формотворення в усіх функціональних шарах. Поверхню плати захищають діелектричною плівкою, залишаючи відкритими внутрішні контактні площинки для приєднання компонентів і зовнішні контактні площинки для приєднання до виводів корпусу.

ГІС і МЗб для складних умов експлуатації (вібрації, удари, високі температури і ін), а також МЗб потужних джерел живлення створюють за товстоплівковою технологією на керамічних підложках. Формотворення топологічних шарів відбувається одночасно із нанесенням паст на поверхню плати. На відміну від тонкоплівкових ГІС і МЗб послідовність нанесення топологічних шарів товстоплівкових мікросхем інша: спочатку наносять через сітчаті трафарети провідникові пасти, які мають найвищу температуру відпалювання, а після – резистивні і ізоляційні, які мають меншу температуру відпалювання.

Тонкоплівкові ГІС і МЗб, які мають у своєму складі тонкоплівкові конденсатори, створюють вакуумними методами нанесення тонких плівок у поєднанні із комбінованим методом формотворення: для формотворення резисторів і провідників використовують подвійну фотолітографію, а для створення конденсаторів використовують метод вільної маски. Після створення резисторів і провідників через металеві вільні маски вакуумними методами наносять нижні обкладки, діелектричні шари і верхні обкладки конденсаторів.

Властивості алюмінію і танталу дали можливість створити декілька схем технологічних процесів виробництва ГІС і МЗб. Алюміній має добру провідність і піддається оксидуванню анодуванням, що створює високоякісні діелектричні плівки оксиду алюмінію. Грунтуючись на цих особливостях алюмінію, розроблені алюмінієві технології виготовлення ГІС і МЗб і алюмінієва технологія комутаційних плат. На відміну алюмінію тантал має високий питомий опір і його використовують для створення резистивних плівок тонкоплівкових резисторів. При анодуванні на поверхні танталової плівки утворюється високоякісна плівка оксиду танталу, яку можуть використовувати для ізоляції резисторів, як діелектрик у конденсаторів, однією із обкладок яких є тантал. Зменшуючи оксидуванням поверхні товщину танталової плівки, підганяють значення опору резисторів. На основі танталу розроблена танталова технологія, а поєднання властивостей танталу і алюмінію дозволило створити тантало – алюмінієву технологію.

Нині розроблено багато технологій виготовлення плат із пасивними елементами, серед них:

- технологія тонкоплівкових пасивних елементів ГІС і МЗб на ситаловій підложці з подвійною фотолітографією їх формотворення;

- технологія тонкоплівкових пасивних елементів ГІС і МЗб на жорсткій підложці з підвищеною точністю їх геометричних розмірів;

- технологія тонкоплівкових пасивних елементів ГІС на жорсткій підложці з використанням вільної маски для формотворення;

- технологія тонкоплівкових пасивних елементів ГІС і МЗб на жорсткій підложці з комбінованим методом їх формотворення;

- танталова технологія тонкоплівкових пасивних елементів ГІС і МЗб на жорсткій підложці із подвійною фотолітографією їх формотворення;

- тантало – алюмінієва технологія пасивних елементів ГІС і МЗб на жорсткій підложці і ін..

1. Технологія тонкоплівкових пасивних елементів ГІС і МЗб на ситаловій підложці з подвійною фотолітографією їх формотворення. Пасивні елементи ГІС і МЗб створюють на ситаловій основі. Після очищення на поверхню підложки вакуумними методами послідовно наносять функціональні шари: резистивного сплаву, наприклад, РС - 3001, хрому, міді і нікелю (рис.1.62, а).

Виконують подвійну фотолітографію. Перша фотолітографія. На поверхню багатошарової структури наносять шар позитивного фоторезисту. Для формотворення використовують фотошаблон із рисунком провідників, внутрішніх і зовнішніх контактних площинок. Тому за такою схемою формотворення першу фотолітографію називають фотолітографією формотворення провідників. Через перший фотошаблон виконують експонування фоторезистивного шару. При проявленні видаляють опромінені області фоторезисту, на поверхні залишається рисунок провідників і контактних площинок, виконаний із фоторезисту. Отриманий рисунок задублюють (рис. 1.62, б).

Через створену фоторезистивну маску селективними травниками послідовно видаляють із незахищених областей нікель (травник H₂NO₃ + HCl у співвідношенні 1: 1), мідь (травник H₂SO₄ + CrO₃ + H₂O у співвідношенні 1: 19: 40) і хром (травник H₂SO₄ + H₂O у співвідношенні 1: 1). Із поверхні видаляють фоторезист (розчинник NaOH + H₂O у співвідношенні 1: 10), виконують очищення поверхні структури і контроль провідного шару (рис. 1.62, в).

Друга фотолітографія. На поверхню підложки наносять шар позитивного фоторезисту (рис. 1.62, г). Для формотворення використовують фотошаблон із рисунком резисторів, провідників і контактних площинок. Тому за такою схемою формотворення другу фотолітографію називають фотолітографією формотворення резисторів. Через другий фотошаблон виконують експонування фоторезистивного шару. Після проявлення на поверхні підложки залишається фоторезистивна маска, яка захищає резистори, провідники, контактні площинки і інші елементи на підложці (рис. 1.62, д). Селективним травником (H₂NO₃ + HF + H₂O у співвідношенні 2: 0,7: 1) видаляють резистивний сплав зі всіх незахищених областей. Резистивний шар залишається в місцях розміщення резистивних смужок резисторів і під провідниками і контактними площинками. Із поверхні підложки видаляють залишки фоторезисту, проводять очищення підложки і контроль резисторів (рис. 1.62, е). На завершення технологічного циклу виготовлення пасивних елементів поверхню підложки покривають захисним шаром, в якому відкривають вікна над внутрішніми і зовнішніми контактними площинками.

Розглянута схема технологічного процесу може бути трохи зміненою при реалізації подвійної літографії. Як і в попередній схемі на поверхню підложки наносять всі функціональні шари (рис. 1.63, а). На першій фотолітографії використовують фотошаблон, на якому зображені всі пасивні елементи ГІС або МЗб. Проте як і у попередній схемі формотворення першу фотолітографію називають фотолітографією формотворення провідників і контактних площинок. Через створену фоторезистивну маску (рис. 1.63, б) з незахищених областей послідовно видаляють всі нанесені шари: нікель, мідь, хром і резистивний сплав РС – 3001 (рис. 1.63, в). На другій фотолітографії використовують фотошаблон із зображенням лише резисторів. У нанесеному на поверхню підложки фоторезисті з використанням другого фотошаблону відкривають вікна в місцях розміщення резисторів (рис. 1.63, г). Послідовно над резистивними смужками резисторів селективними травниками видаляють нікель, мідь і хром. На поверхні залишають смужки резистивного сплаву (рис. 1.63, д). Поверхню підложки захищають ізоляційним шаром, в якому відкривають вікна над внутрішніми і зовнішніми контактними площинками.

Розглянуті схеми технологічних процесів відрізняються тим, що в першому варіанті лише один раз відбувається травлення провідників (нікелю, міді і хрому) і лише один раз травлення резистивного шару (РС – 3001), а в другому варіанті необхідно двічі виконувати травлення провідників і один раз – резистивного сплаву.

2. Технологія тонкоплівкових пасивних елементів ГІС і МЗб на жорсткій підложці з підвищеною точністю їх геометричних розмірів. Таку технологію застосовують для створення тонкоплівкових елементів надвисокочастотних ГІС і МЗб, які повинні мати підвищену точність геометричних розмірів або які необхідно створити із матеріалів, що погано піддаються селективному травленню, наприклад, із кермету (Cr + SiO). Використовуваний в такій технології метод формотворення називають методом контактної маски. Для створення контактної маски використовують фоторезист і деякі метали, що легко розчиняються у слабких розчинах травників (мідь, алюміній, нікель, магній і ін.). Контактні маски із металів можна створювати як хімічним, так і йонно – плазмовим травленням. Точність геометричних розмірів контактних масок із металів, створюваних йонно – плазмовим травленням вища, ніж фоторезистних, оскільки метали мають високу термостійкість. Схема технологічного процесу зображена на рис. 1.64.

На поверхню полікорундової підложки наносять шар матеріалу контактної маски 1 і фоторезист 2 (рис. 1.64, а). Фотолітографією в фоторезисті створюють рисунок топологічного шару (рис. 1.64, б), який переносять на матеріал контактної маски (рис. 1.64, в). Видаляють залишки фоторезисту, виконують хімічне очищення і в вакуумі на поверхню створеної структури наносять матеріал функціонального шару 3 (рис. 1.64, г). Селективним розчинником для контактної маски із поверхні пластини видаляють маску і матеріал функціонального шару, що знаходиться на ній (рис. 1.64, д).

3. Технологія тонкоплівкових пасивних елементів ГІС на жорсткій підложці з використанням вільної маски для формотворення. Таку технологію використовують у дрібносерійному і серійному виробництві для ГІС із малою і середньою ступінню інтеграції, малою щільністю компонування і низькою точністю параметрів пасивних елементів. Формотворення методом вільної маски дозволяє отримати лінійні розміри елементів із абсолютною точністю не гірше ± 20 мкм або відносною похибкою параметрів ± 0,15. Для створення замкнених провідників або інших елементів необхідно використовувати дві маски із вікнами, що перекриваються. До переваг технології відносять можливість створення за єдиною схемою як тонкоплівкових провідників, резисторів, так і тонкоплівкових конденсаторів. Схема технологічного процесу зображена на рис. 1.65.

Через першу вільну маску вакуумними методами (термічне випаровування, катодне або іонно – плазмове розпилення і ін.) на поверхню твердої підложки наносять резистивну смужку необхідної форми 1 (рис. 1.65, а). Через другу вільну маску вакуумними методами на поверхню підложки наносять рисунок першого шару провідників 2 (рис. 1.65, б). Через третю вільну маску наносять нижні обкладки конденсаторів 3 (рис. 1.65, в), через четверту – діелектрик конденсаторів 4 (рис. 1.65, г), а через п’яту – верхні обкладки конденсаторів 5 (рис. 1.65, д). Поверхню підложки захищають діелектриком, який наносять через шосту вільну маску 6 (рис. 1.65, е).

4. Технологія тонкоплівкових пасивних елементів ГІС і МЗб на жорсткій підложці з комбінованим методом їх формотворення. Технологію тонкоплівкових ГІС і МЗб із комбінованим методом формотворення використовують для мікросхем із резисторами високої точності, низькою щільністю елементів на платі і необхідністю створення тонкоплівкових конденсаторів. У цій технології використовують подвійну фотолітографію для формотворення резисторів і одного шару провідників, а методом вільної маски створюють конденсатори, другий шар провідників і контактні площинки.

Можлива послідовність технологічних операцій: напилення суцільної резистивної плівки, нанесення провідникової системи, виконання подвійної фотолітографії для формотворення провідників і резисторів, нанесення через вільну маску нижніх обкладок конденсатора, діелектрика конденсатора, верхньої обкладки конденсатора і захисного шару. Послідовність перетворень за подвійної фотолітографії для створення резисторів зображена на рис. 1.62 і рис.1.63, а послідовність перетворень з використанням методу вільної маски для створення конденсатора – на рис. 1.65, в –е.

5. Танталова технологія тонкоплівкових пасивних елементів ГІС і МЗб на жорсткій підложці із подвійною фотолітографією їх формотворення. На поверхню ситалової підложки послідовно наносять шар танталу і шар нікелю (подібно до схеми на рис. 1.62, а, як резистивний шар використовують тантал, а як провідний – нікель). Виконують подвійну фотолітографію. На першій фотолітографії виконують формотворення провідників у шарі нікелю: на поверхню підложки наносять позитивний фоторезист і виконують його експонування через фотошаблон із рисунком провідників. У процесі проявлення всі експоновані області фоторезисту будуть видалені. На поверхні нікелю залишиться рисунок провідників, виконаних у фоторезисті (рис. 1.62, б). Після термооброблення фоторезист набуває стійкості протидії травників для нікелю. Селективним травленням видаляють нікель зі всіх незахищених маскою областей. Видаляють залишки фоторезисту, виконують хімічне очищення поверхні і наносять суцільний шар фоторезисту. Проводять другу фотолітографію. Шаблон для другої фотолітографії має рисунок усіх резисторів, провідників і контактних площинок. Після другої фотолітографії на поверхні плати створюється фоторезистна маска всіх резисторів, провідників і контактних площинок. Після термооброблення через утворену маску виконують селективне травлення танталу. Із поверхні підложки знімають залишки фоторезисту, проводять хімічне очищення і захищають її шаром діелектрика.

6. Тантало – алюмінієва технологія пасивних елементів ГІС і МЗб на жорсткій підложці. Схема технологічного процесу зображена на рис. 1.66. Матеріалом підложки є силіцій. Після очищення на поверхню підложки наносять шар танталу товщиною 10 – 20 нм (рис. 1.66, а). Виконують термічне оксидування танталової плівки на всю товщину (рис. 1.66, б). На поверхню оксиду танталу наносять резистивний шар (рис. 1.66, в) і фотолітографією виконують формотворення резистивних смужок (рис. 1.66, г). На створені структури наносять алюміній (рис. 1.66, д) і виконують анодування на всю товщину алюмінієвої плівки (рис. 1.66, е). На пластину наносять суцільний шар танталу товщиною 10 нм і виконують його анодування на всю товщину (рис. 1.66, є). На поверхні підложки утворюється діелектричний шар Al₂O₃ і високоякісний шар оксиду танталу, які ізолюють і захищають резистивні смужки.

Виконують фотолітографію, відкривають контактні вікна до резистивних смужок (рис. 1.66, ж), на поверхню структури наносять шар алюмінію (рис. 1.66, з) і виконують фотолітографію. На поверхні алюмінію створюють фоторезистну маску провідників і контактних площинок. Через утворену маску виконують анодування на всю товщину алюмінієвого шару (рис. 1.66, и). На незахищених фоторезистною маскою областях утворюється оксид алюмінію. Видаляють залишки фоторезисту, виконують очищення поверхні. Плата мікрозбірки, виготовлена за тантало – алюмінієвою технологією зображена на рис. 1.67.