Коммутационные проводники

Коммутационный проводник наносится непосредственно на термически выращенный окисел кремния .Минимальная ширина дорожек определяется возм-ми литографии(1-4 мкм)и плотностями токов, протекающими через них. В связи с особенностями автоматизации проектир.и изготовление фотошаблонов допускается изгиб на 90 или 45 градусов.

Разводка может быть одноуровневой и многоуровневой. В одноуровневой разводке пересечение проводников устраняется обычно либо подкладкой трасс поверх диффузии резисторов или методом подныривания. см рис.

Во 2-ом случае (подныривания) сильнолегированный n+ слой выполняет роль перемычки для проводка 1, который как-бы подныривает под проводник 2. Подныривающий проводник обязательно должен иметь положение потенциально относительно подложки. Тк этот участок имеет заметное сопротивление 3-5 Ом, вносит доп.емкость и занимает большую площадь, то дифф. перемычки исп.в исключительных случаях. Дифф.перемычки не приемлемы в целях питания и «земли».

В ИМС и коллекторной изолир.дифф-ей нижняя подныривающая шина пересечения может быть сформирована на этапе изолир.дифф на основе скрытого слоя и дифф. n+ слоя. (см.рис)

В таких конструкция можно создавать не только пересечение проводников но и целую систему разводки в приповерхностном слое кремния, включая шины земли и питания. причем эти проводники имеют самоизоляцию, что приводит к существенной экономии площади кристалла. Такая конструкция используется в матричных БИС. Необходимое соединение элементов матрицы осуществляется на заводе изготовителе в приповерхностном слое и аллюминевая разводка в соответствии необходимыми функциями выполняется самим потребителем.

Многоуровневая разводка
Используется в БИС и позволяет резко сократить площадь кристалла за счет площади отводимой от разводки. Многоуровневая разводка позволяет также уменьшить длину межэлементной связи и задержку распространения сигнала. Для межуровневой металлизации в основном используется аллюминий.

Для изоляции слоев используется оксид кремния фосфоросиликатное стекло полиамидный лак.

Основная опасность при производстве многослойной разводки –возможность дефекта диэлектрика и утончения металлически пленок на ступеньках диэлектрических слоев.(см рис.)

Первые ведут к закоротке двух слоев а вторые к обрыву пров-ов, или их прогоранию под нагрузкой. Поэтому для устранения дефектов диэлектрика исп.его двухкратное осаждение.

Для устранения утончений исп.следующие конструктивные меры: отношение толщины окисла к Me =1/3;Сглаживание ступенек в диэлектрике у сквозных отверстий и на пересечении металлических дорожек разных уровней;Увеличение толщины металлических пров-ов более высоких уровней металлизации.Полиамидные пленки имеют высокую механическую и радиационную стойкость, что позволяет значительно уменьшить вер-ть.

Контактные площадки и внешние выводы микросхем.46-51

Контактные площадки это металлический участок на кристале служащий для присоединения внешних выводов и контроля электриеских параметров. Контактные площадки располоаются как правило на перефирии П/П кристала и предстовляют собой расширенные области комутации пленочных проводников, формирующиеся одновременно с разводкой.

С целью предотвращения замыканий контактных площадок на подложку из-за нарушения целостности окисной пленки в процессе присоединения внешних выводов под каждой контактной площадкой формируется изолированная область. См. рис.

Внешние выводы используются для присоединения внешних цепей корпуса к внутренним цепям кристалла.

Выделяют:

1)Гибкие проволочные

2)Жесткие

3)Паучковые

Гибкие выводы изготавливаются из золотой или алюминевой проволки диаметром от 25 до 50 мкм. Золотая проволка позволяет получать высококачественное соединение методом термокомпрессии или пайки. Для алюминевой проволки используются только УЗ-пайка. Алюминевая проволка имеет низкую прочность в соединении.

Жесткие выводы имеют шариковую, столбиковую, балочную конструкции.

Шарик или столбик могут полностью изготавливаться из свинца с покрытием припоем. Такие выводы называются «мягкими». Под действием температуры припой расплавляется образуя соединение с контактными площадками коммутационных проводников. При сборке кристаллы с шариковыми или столбиковыми выводами устанавливаются лицевой стороной к контактной площадке.

Высота шариковых или столбиковых выводов 30-40мкм. Недостаток этого метода сборки – это отсутствие возможности контроля качества сборки, затрудненный отвод тепла от кристалла.

Этих недостатков лишены конструкции с балочными и паучковыми выводами. Балочный вывод имеет толщину 10-15 мкм, ширину 100 мкм, и длину за пределами кристалла 150-200 мкм. Балочные выводы позволяют осуществлять простой визуальный контроль установки кристалла лицевой стороной.

Паучковые выводы изготавливаются из тонкой медной или алюминевой фольги с золотым или никелевым покрытием механическим способом. См. рис.

Обычно внешние выводы МС распологаются на лицевой стороне кристаллов. Однако это не удобно по многим причинам:

1) Снижается степень интеграции

2) Брак или снижение надежности при монтаже

3) Затруднен монтаж и сборка

Поэтому в некоторых случаях стали применять варианты создания выводов на нерабочей части кристалла путем формирования проводящих каналов через кристалл. Каналы создаются либо методом термомиграции либо прожиганием лазером.

Вспомогательные элементы ИМС

Применяются следующие вспомогательные элементы:

Фигуры совмещения.

Необходимы для точного выполнения операции совмещения рисунка, фотошаблона с рисунками, ранее созданных слоев при фотолитографии. Число этих фигур на еденицу меньше количества операций фотолитографии. См. рис. (а,б,в,г,д)

Ключ.

Это некоторая конструктивная особенность первого вывода или других элементов, расположенных вблизи первой контактной площадки. Ключ позволяет без труда распознать и отличить первую контактную площадку от других. Это необходимо для правельной ориентации кристала внутри корпуса. Ключом может служить отличная геометрия контактной площадки или знак около нее.

Тестовые элементы.

Резисторы, диоды и транзисторы могут быть дополнительно включены в состав микросхемы для контроля результатов, технологических операций по электрофизическим характеристикам отдельных слоев транзисторных структур через тестовые элементы.

В тестовых структурах размер отдельных областей, окон и контактных площадок преднамерено увеличены, чтобы без труда можно было присоеденить зонды. Это позволяет с помощью многозондовых головок производить измерения в процессе производства. Тестовые элементы обычно распологаются в центре пластины. Это позволяет контролировать качество операций на всей площади пластины до ее разрезания.

Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 162; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!