 |
 |
 |
 |
2.5. Разделение пластин на кристаллы
и присоединение кристалла к основанию
После завершения технологического цикла готовые пластины, содержащие структуры диодов, транзисторов или ИС, разделяются на отдельные кристаллы. Эта операция выполняется с помощью так называемого скрайбирования (надрезания) пластин и их последующего разламывания. Для скрайбирования служат либо алмазный резец, либо лазерный луч высокой интенсивности, либо высокоскоростная циркулярная пила. Канавки, прорезаемые на поверхности пластины алмазным резцом, очень мелкие, при лазерном скрайбировании они несколько глубже, а пила надрезает пластину более чем на половину ее толщины. В результате скрайбирования на поверхности пластины создается ортогональная сетка канавок, проходящих по поверхности кремния, не закрытой окислом или металлом. Канавки ориентированы вдоль определенных кристаллографических направлений, что облегчает разламывание и позволяет получать гладкую поверхность скола.
Для разделения пластин на кристаллы широко применяется такой метод, как разрезание пластины насквозь с помощью пилы. Пластина предварительно крепится на покрытой адгезивом ленте, так что после резки кристаллы остаются на ленте в виде матрицы и в таком виде передаются на последующие операции.
Затем кристаллы крепятся к металлическим или керамическим основаниям. Металлические основания обычно выполнены из ковара и имеют золотое покрытие. Ковар - это сплав железо- никель-кобальт, который хорошо согласуется с кремнием по температурному коэффициенту расширения. Основания с помещенными на них кристаллами нагреваются до температуры 400- 420 °С в атмосфере инертного газа (N. или смесь 90 % Nj и 10 % Hj). При этом кристаллы присоединяются к основаниям благодаря образованию сплава золото-кремний, который обеспечивает механическую прочность и малое электрическое сопротивление контакта. Этот контакт служит выводом коллектора транзистора, катода р+л/п+-диода и подложки ИС.
2.5.1. Присоединение выводов и герметизация. Затем металли-зованные контактные участки, или контактные площадки кристалла, соединяются с соответствующими выводами или контактными выступами основания тонкими золотыми проволочками диаметром 20-40 мкм. Иногда применяется также алюминиевая проволока, особенно в случае сильноточных приборов, когда могут использоваться выводы большего диаметра или в виде ленты.
После этого производится сборка в металлический, керамический или пластмассовый корпус. Пластмассовый корпус самый
дешевый, зато металлический и керамический корпуса обеспечивают герметичность и допускают более высокие рабочие температуры.
2.6. Технологический цикл изготовления полевого транзистора с р/г-переходом
На рис. 2.8, а показана структура /г-канального полевого транзистора с рл-переходом. Каналом в этом приборе служит часть эпитаксиального п-слоя, находящаяся между диффузион-
Эпитансиаль-ный слт п-типа.
Затдар Стан п-на на л
/JaffHoofCHa р-типа си
Затдар
ИшРН
Ладлажна п-типа
Рис. 2.8. Структуры полевых транзисторов с рл-переходом: а - п-канальный эпитаксиальный транзистор; б - р-канальный транзистор с двойной диффузией.
ным р+-слоем (затвором) и подложкой р-типа. Ниже приводится последовательность технологических операций для данного прибора, которая практически совпадает с технологическим циклом для описанного выше транзистора с двойной диффузией.
1. Исходный материал. эпитаксиальные пластины л/р-типа.
2. Окисление.
3. Первая операция фотолитографии; окна для р--диффузии затвора.
4. Диффузия бора: получение р+-области затвора.
5. Вторая операция фотолитографии: окна для л+-диффузии истока и стока.
6. Диффузия фосфора: получение /г+-областей истока и стока.
7. Третья операция фотолитографии: контактные окна.
8. Нанесение металлизации.
9. Четвертая операция фотолитографии: рисунок контактной * металлизации для истока, стока и затвора.
10. Вжигание или вплавление контактов.
11. Нанесение металлизации на тыльную сторону пластины. На рис. 2.8, б показан р-канальный полевой транзистор v рп-
переходом, полученный с помощью двойной диффузии. В этом приборе каналом служит диффузионная р-область, находящаяся между диффузионным п.+-слоем и подложкой гг-типа. Такой прибор аналогичен по своей структуре лрп-транзистору, полученному с помощью двойной диффузии: канал р-типа соответствует базовой р-области биполярного транзистора, а последовательность технологических операций для этих двух приборов практически одна и та же.
2.6Л. МЕП-транзистор. На рис. 2.9 схематически показан полевой транзистор со структурой металл-полупроводник
Длина затвора Imhh damffpp
Истин
I ffapbPp и/атни \ \ , Ианнрлегираёаннше РМненная УанналегиааЗанняй
Палтсна. из 77илиэс7лир/ри(£гр Da As (p-W Um-cm) Рис. 2.9. МЕП-транзистор на арсениде галлия.
(МЕП-транзистор) на основе арсенида галлия GaAs. Этот прибор действует по тому же принципу, что и полевой транзистор с рп-переходом, только вместо рл-перехода здесь в качестве затвора используется барьер Шотки. Изменяя ширину обедненной области, образующейся вблизи барьера Шот ки, можно влиять на эффективную высоту проводящего канала и, следовательно, управлять величиной тока сток-исток. С ростом напряжения затвора ширина обедненной области возрастает, следовательно, затвор, как и в МОП-транзисторе, играет роль управляющего
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 [ 25 ] 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193