Презентация Проводниковые материалы в микроэлектронике. (Лекция 11) онлайн

Содержание слайда: Лекция №11. Тема: Проводниковые материалы в микроэлектронике 1. Основные требования, предъявляемые к материалам в микроэлектронике 2. Металлизация 3. Электродные материалы и их назначение 4. Сплавы с высоким удельным сопротивлением. Керметы.

Содержание слайда: Основные требования, предъявляемые к материалам в микроэлектронике - высокая проводимость; -проводимость не должна меняться со временем; -формирование омического контакта (линейная вольт-амперная характеристика); -высокая адгезия к подложке; -способность к бесфлюсовой пайке; -устойчивость к коррозии; -совместимость материалов коммутации и элементов, находящихся с ними в контакте

Содержание слайда: Металлизация Требования, предъявляемые к металлизации чипа

Содержание слайда: Продолжение таблицы

Содержание слайда: Проводники для многоуровневых межсоединений

Содержание слайда: Поликремний – для затворный электродов и очень коротких локальных межсоединений. Для уменьшения сопротивления сэндвичевой структуры полиSi-силицид. Поликремний – для затворный электродов и очень коротких локальных межсоединений. Для уменьшения сопротивления сэндвичевой структуры полиSi-силицид. Силициды – для коротких локальных межсоединений, подвергаемых воздействию высоких температур и окислительной атмосферы Тугоплвкие металлы – сквозные отверстия и контактные переходы, затворные электроды, локальные межсоединения, требующие высокого сопротивления к электромиграции TiN, TiW – барьеры, антиотражательные покрытия, локальные межсоединения

Содержание слайда:

Содержание слайда: Электромиграция

Содержание слайда: Формирование холмиков и пустот в результате электромиграции

Содержание слайда: Современная схема многоуровневой металлизации ИС

Содержание слайда: Электродные материалы и их назначение 1. Контакты Омические контакты делятся на два типа: контакты, которые демонстрируют выпрямляющие ВАХ называются барьерами Шоттки, и контакты, которые демонстрируют линейные ВАХ – омические контакты. Контакт является омическим, если падение напряжения на нем пренебрежимо мало в сравнении с падением напряжения на приборе.

Содержание слайда: Требования, предъявляемые к контактным материалам: -малое контактное сопротивление (никогда не равно нулю); - никакого плавления при нагрузке; - никакого истирания при нагрузке; -никакого взаимного смешивания материалов; -никакого износа; -подходящие механические свойства, например, хорошая пластичность

Содержание слайда: Используемые материалы - Cu, Ag, Au - Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt - Mo, W

Содержание слайда: Резистивные материалы 1. Пленки тугоплавких металлов – Ta, Cr, Re 2. Высокорезистивные сплавы – манганин, константан, нихром; 3. Кремнийсодержащие сплавы – РС, МЛТ 4. Керметы – смеси порошков металлов (Cr, Fe, Ni) и оксидов (SiO2, TiO2) 5. Химические соединения – силициды 6. Резистивные композиции на основе углерода

Содержание слайда: Материалы и сплавы различного назначения 1. Сплавы для термопар; 2. Припои Припои – специальные сплавы, применяемые для создания механически прочного шва или получения электрического контакта с малым переходным сопротивлением. Мягкие припои – Тпл<400C Твердые припои – Тпл>500C

Содержание слайда: Назначение флюса Назначение флюса -растворяют и удаляют оксиды; - защищают поверхность пайки и припой от окисления; - уменьшают поверхностное натяжение припоя и и смачиваемость поверхности пайки; -улучшают растекаемость припоя. 1) бескислотные – канифоль со спиртом или глицерином; 2) активированные флюсы – канифоль с активаторами 3) анитикоррозийные флюсы на основе фосфорной кислоты; 4) специальные флюсы – для сварки и пайки алюминия

Содержание слайда: Основные свойства припоев

Содержание слайда: Сплавы с высоким удельным сопротивлением. Керметы. Резисторы. Основные требования: - большой диапазон значений R (=сопротивление прибора в Омах) в рамках одного технологического процесса. -маленький (в идеале стремящийся к нулю) температурный коэффициент сопротивления - минимальный шум - малая зависимость  от параметров изготовления (хорошая воспроизводимость) - отсутствие старения - маленькие термоэлектрические коэффициенты по отношению к Cu

Содержание слайда: Тонкопленочные резисторы Требования, предъявляемые к материалу контактов тонкопленочных резисторов: Низкое слоевое сопротивление; Устойчивость к коррозии; Паяемая поверхность; Адгезия к поверхности подложки; Совместимость технологии формирования с другими пленочными компонентами.

Содержание слайда: Выбор материала - Та, сплавы на основе Та и, в частности – константан (55% Cu, 44% Ni, 1% Mn), материал с особенно малым температурным коэффициентом сопротивления , но большим термоэлектрическим коэффициентом). -смеси проводников с изоляторами, включая керметы (сокращенно от керамика-металл), например, Cr - SiO2.

Содержание слайда: Омические контакты AuGe/Ni/Au в общем случае используется для омических контактов к GaAs n-типа. Ni - выполняет функцию диффузионного барьера n-тип –Pd-InP; Pd/Ge/Au-InP; Pd/Ge-InP; Pd/Ge-GaAs p-тип - Pd/Pt/Au/Pd-InGaP/GaAs; Zn/Pd/Pt/Au-AlGaAs/GaAs; Ti/Pt/Au-InGaAs Ti/Pt-InGaAs