Подложки ГИС

Подложка в конструкции гибридной интегральной микросхемы является основанием, на котором располагаются пленочные элементы и навесные компоненты. От ее свойств во многом зависит качество всей конструкции. Подложки, используемые при изготовлении гибридных интегральных микросхем, должны удовлетворять следующим требованиям:

  • иметь значительную механическую прочность при небольших толщинах, обеспечивающей целостность подложки с нанесенными элементами как в процессе изготовления микросхемы (разделение на субподложки, термокомпрессия, пайка, установка подложки в корпус и т.д.), так и при ее эксплуатации в условиях термоциклирования, термоударов и механических воздействий
  • обладать высоким удельным электрическим сопротивлением и малыми потерями на высоких частотах (tgб) и при высокой температуре; быть химически инертными к осаждаемым веществам
  • не иметь газовыделений в вакууме; сохранять физическую и химическую стойкость при нагревании до 400 - 500°С
  • иметь температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР), близкий к ТКЛР осаждаемых пленок
  • способствовать обеспечению высокой адгезии осаждаемых пленок
  • иметь гладкую поверхность (Rz мкм на длине 0,08 мм)
  • обладать высокой электрической прочностью для обеспечения качественной электрической изоляции элементов микросхемы, как на постоянном токе, так и в широком диапазоне частот
  • обладать способностью к хорошей механической обработке (полировке, резке)
  • иметь низкую стоимость.

Основные электрофизические и механические свойства материалов, используемых для изготовления подложек гибридных ИМС, приведены в таблице «Характеристики подложек».

Характеристики подложек

Наиболее широкое применение при создании тонкопленочных гибридных ИМС находят подложки из ситалла СТ 50-1, стекла С 48-3, «Поликора» и бериллиевой керамики. Промышленностью выпускаются подложки различных типоразмеров. Однако в качестве базовых преимущественно используются подложки размером 100х100 и 50х50 мм из стекла и 48х60 мм из ситалла и керамики. Другие типоразмеры подложек получаются делением сторон базовой подложки на части. Например, для подложек из ситалла в качестве делителя чаще всего используют цифры 2 и 3 или кратные им. По толщине наибольшее распространение получили подложки размером 1 и 1,6 мм. В технически обоснованных случаях применяют и более тонкие подложки до 0,2 мм.

Структура материала подложки и состояние ее поверхности оказывают существенное влияние на структуру выращиваемых тонких пленок и характеристики пленочных элементов. Большая шероховатость поверхности подложки снижает надежность тонкопленочных резисторов и конденсаторов, так как микронеровности уменьшают толщину резистивных и диэлектрических пленок. При толщине пленок около 100 нм допускается высота микронеровностей примерно 25 нм. Следовательно, обработка поверхности подложки для тонкопленочных микросхем должна соответствовать 14 классу чистоты.

Назад к содержанию >>>