Файл: Курносов, А. И. Технология производства полупроводниковых приборов учеб. пособие.pdf

Т а б л и ц а 2.4

Компоненты и основные режимы золочения

Рис. 2.7. Интегральная схема с консольными выводами (вид с непланарной стороны)

В результате поиска эффективной конструкции полупроводни­ кового кристалла, поддающегося автоматизированной сборке, раз­ работаны консольные (балочные) и шариковые выводы. Кристал­ лы первого типа после разделения полупроводниковой пластины на планарной стороне имеют несколько консольно выступающих выво­ дов (рис. 2.7). Кристаллы второго типа содержат выращенные на

58

контактных площадках полусферы (рис. 2.8). При сборке прибо­ ров или интегральных схем кристаллы переворачивают выводами вниз и в таком положении закрепляются.

Балочные выводы создают путем золочения. Локализацию осаж­ дения обеспечивают применением фотолитографической маски, на­ носимой на сплошной металлический подслой толщиной 0,5—1 мкм из платины, палладия йли никеля. Пластину закрепляют на като­ де, имеющем электрический контакт с подслоем. Осаждение золо­ та ведут из железистосинеродистого электролита. На рис. 2.9 пока­ зана последовательность изготовления балочных выводов на диод­ ных структурах.

В исходной пластине кремния с эпитаксиальной и окисной плен­ ками создают р+-анодные и п+-катодные области; после чего с по­ мощью фотолитографии над этими областями в окисной пленке

Рис. 2.8. Структура кристалла с шариковыми выводами на основе меди

вытравливают отверстия заданного размера (а). Методом терми­ ческого напыления создают омические контакты (б). Затем по всей поверхности напыляют двухслойное металлическое покрытие (в) и планарную сторону пластины защищают маской из фоторезиста. В маске остаются отверстия нужной конфигурации на тех участ­ ках, где должны разместиться выводы. Пластину помещают в галь­ ваническую ванну, где на этих участках осаждаются золотые вы­ воды (г) толщиной 10—15 мкм. Фоторезист и биметаллическое по­ крытие под ним удаляют катодным распылением (д). Пластины наклеивают планарной стороной на фторопластовые диски, подвер­ гают химико-динамическому травлению с противоположной сторо­ ны до толщины 50—70 мкм, и области будущих диодов защищают маской из фоторезиста или битума (е). Разделение на диоды про­ изводят путем травления в селективном травителе, поэтому отдель­ ные структуры после разделения (ж) имеют форму, показанную на рис. 2.7.

При выращивании шариковых выводов наличие сплошного ме­ таллического подслоя на пластине не обязательно, так как они сво­ бодно растут над локализованными омическими контактами. Ша­ риковые выводы могут быть образованы из серебра, меди, олова или из сплавов на их основе. Сплав SnNi осаждается из электро­ лита

№ С12 • 6НаО - 250 - 303 г/л-,

59

60

Чистота производственных помещений. К производственным помещениям, в которых изготавливают полупроводниковые прибо­ ры и интегральные схемы, предъявляют строгие требования в отно­ шении их чистоты. В зависимости от размеров пылевых частиц и их количества в воздухе производственные комнаты и пылезащитные камеры подразделяют на три класса чистоты. Максимальные коли­ чества частиц размером 0,5 и 5 мкм в 1 л воздуха не должно пре­ вышать соответственно: 1-й класс — 3500 и 25, 2-й класс — 300 и 3, 3-й класс — 4 и 0.

При проведении химической обработки пластин рекомендуются комнаты 2-го класса, финишной химической обработки и гальвани­ ческих покрытий пластин — комнаты 3-го класса. Для других тех­ нологических операций рекомендуются: 1-й класс —для резки слит­ ков, исследования физических свойств и надежности; 2-й класс — для шлифовки и полировки пластин, изготовления оригиналов фо­ тошаблонов, сборки и измерения; 3-й класс — для фотолитографии, изготовления фотошаблонов, эпитаксии, диффузии, напыления тон­ ких пленок.

По характеру воздушного потока, циркулирующего в помеще­ нии, чистые комнаты подразделяют на комнаты с ламинарным и с неламинарным потоками. В комнаты с ламинарным потоком через всю площадь потолка или стены подается очищенный кондициони­ рованный воздух, отводящийся через соответствующие площади пола или противоположную стену. В комнатах с неламинарным по­ током очищенный кондиционированный воздух подается через воз­ духораспределительное устройство в потолке, а отводится через устройство, расположенное в полу или на небольшой высоте в сте­ нах. Скорость протока воздуха лежит в пределах 0,2—0,5 м/сек.

Пылезащитные камеры (скафандры) также бывают с ламинар­ ным и неламинарным потоками. В зависимости от характера вы­ полняемой работы в камере устанавливают избыточное давление при работах, не связанных с вредными веществами, и пониженное при наличии вредных веществ.

В чистых комнатах работающему персоналу необходимо соблю­ дать ряд требований по поддержанию чистоты, например, не раз­ решается проводить производственную гимнастику, пользоваться карандашом и ластиком, применять косметику, принимать пищу.

Рабочее место. Все химические операции осуществляют в вы­ тяжных шкафах с местной вытяжной вентиляцией. Стол, сливная раковина и водяные краны этих шкафов обычно изготовлены из винипласта, а стенки — из прозрачного плексигласа. К шкафу под­ водят холодную и горячую воду, электропитание для нагреватель­ ных плиток с закрытыми спиралями и других электроприборов, на­ пример, гальванических ванн.

Для травления, промывки и осаждения гальванических покры­ тий используют посуду из фторопласта, кварца, платины, винипла­ ста, плексигласа и термостойкого стекла. Оператор, ведущий хи­ мическую обработку, работает обязательно в резиновых перчат­ ках. Пластины полупроводника загружают в приспособления для

61

травления и промывки пинцетами с фторопластовыми наконечни­ ками. В шкафах хранится дневной запас кислот, щелочей, раство­ рителей или электролитов. Деионизованную воду либо подводят непосредственно в шкаф, либо подносят в канистрах из полиэти­ лена для непосредственного употребления в течение смены. Для хранения воды стеклянная и кварцевая посуда непригодна, так как в воду переходят щелочные ионы натрия и калия. Нельзя так­ же длительное время держать воду на воздухе, потому что она поглощает углекислый газ и загрязняется.

Основные требования техники безопасности. На химических участках сосредоточиваются агрессивные и ядовитые вещества: ки­ слоты, щелочи, растворители, цианистые соединения и т. п., поэто­ му необходимо помнить о технике безопасности и мерах оказания первой помощи.

К и с л о т ы . Используются азотная, плавиковая, соляная и сер­ ная кислоты. При составлении растворов не следует забывать, что заливают кислоту в воду, а не наоборот, во избежание расплески­ вания кислоты. При попадании кислоты на кожу пораженное ме­ сто нужно немедленно промыть обильной струей воды, затем ней­ трализовать раствором двууглекислой соды. При ожоге плавико­ вой кислотой после промывки нейтрализацию осуществляют раствором нашатырного спирта или 10%-ным раствором углекис­ лого аммония.

Пролитую кислоту засыпают песком, собирают и выбрасывают или нейтрализуют водой. Концентрированная азотная кислота, яв­ ляясь сильным окислителем, огнеопасна.

Ще л о ч и : едкий натр и едкое кали. Щелочи разъедают кожу и вызывают ожоги. Если щелочь попала в глаза, то их промывают

жидкость, невоспламеняющаяся, с характерным сладковатым за­ пахом. Пораженный участок кожи необходимо обмыть спиртом.

Дихлорэтан — бесцветная жидкость со сладковатым запахом. Ядовит, вызывает общее отравление и местное поражение кожи. Большая концентрация дихлорэтана вызывает тяжелые отравле­ ния как наркотическое средство и воздействует на печень. Предель­ но допустимое содержание паров дихлорэтана в воздухе 0,05 мг/л. При попадании дихлорэтана на кожу пораженное место необходи­ мо промыть водой; увлажненную одежду — сменить.

сильные яды. Вдыхание цианистого водорода, являющегося про­ дуктом разложения цианидов, особенно опасно. Предельно допу-

62