OSNOVE TEHNOLOGIJE

INTEGRIRANIH I TISKANIH

VEZA

POVIJESNI PRIKAZ RAZVOJA

POLUVODIČKE TEHNOLOGIJE Godina Otkriće Godina Otkriće

1947. točkasti tranzistor 1962. TTL

1950. monokristal germanija 1962. ECL

1951. spojni tranzistor 1962. MOS monolitni integrirani sklop

1952. monokristal silicija 1963. CMOS

1954. maskiranje oksidom 1964. Linearni monolitni integrirani sklop

1954.komercijalni silicijev spojni

tranzistor1966. MSI

1955. tranzistor s difundiranom bazom 1968. MOS memorija

1958. monolitni integrirani sklop 1969. LSI

1959. planarni tranzistor 1970. MOS kalkulatorski čip

1960. epitaksijalni tranzistor 1971. mikroprocesor

1960. MOS FET 1972. I2L

1960. Schottkyjeva dioda 1975. VLSI

1961.komercijalni monolitni integrirani

sklop (RTL)1977. mikroračunalo

1962. DTL

Proučavanje oksidnih slojeva silicija dovelo je do pojave planarnog

postupka, koji je omogućio porast složenosti elektroničke opreme.

Rezultat porasta složenosti elektroničke opreme je težnja za

minijaturizacijom i integracijom složenijih cjelina i čak cijelih

sustava.

Integrirani sklopovi dijele se prema namjeni na:

-digitalne (logičke) i

-analogne (linearne);

a prema tehnološkom postupku izrane na:

-monolitne i

-hibridne.

STUPANJ INTEGRACIJE

MONOLITNIH SKLOPOVA Pod stupnjem integracije podrazumijeva se broj komponenata

ostvarenih u jednom monolitnom integriranom sklopu, tj. unutar

jednog čipa. Prema stupnju integracije, monolitni integrirani sklopovi

mogu se podijeliti u skupine:

niskog stupnja integracije - SSI-sklopovi (small-scale integration),

srednjeg stupnja integracije - MSI-sklopovi,

visokog stupnja integracije - LSI-sklopovi,

vrlo visokog stupnja integracije - VLSI-sklopovi,

ultravisokog stupanja integracije - ULSI-sklopovi.

U SSI tehnologiji ostvaruju se čipovi sa 100 ili manje komponenata

po sklopu. U MSI su čipovi sa 100 – 1000 komponenti, u LSI s 1000

– 10000, u VLSI preko 10000 komponenti u jednom čipu. U ULSI

tehnologiji postiže se stupanj integracije od milijun i više komponenti

po integriranom sklopu.

PLANARNI PROCES Monolitni integrirani sklopovi formiraju se planarnim procesom.

Uvođenjem tog procesa u poluvodičku tehnologiju silicij je zamijenio

germanij i postao osnovni materijal u elektronici. Naziva se planarnim

zbog toga što taj proces rezultira u približno planarnoj (ravninskoj)

strukturi iako se komponente formirane tim procesom protežu u sve tri

dimenzije. Planarne dimenzije ostvarenih komponenata redovito su

puno veće od volumnih, jer je prodiranje pojedinih komponenti u

volumen silicijeve pločice vrlo malen u usporedbi s njenom debljinom.

Pri tome površina silicijeve pločice ostaje relativno ravna i nakon

primjene svih postupaka planarnog procesa.

Planarni proces sastoji se od pet osnovnih postupaka. To su:

• epitaksijalni rast,

• oksidacija silicijeve površine,

• fotolitografija,

• difuzija primjesa,

• metalizacija.

U ovisnosti o konačnom proizvodu, taj se proces ponavlja više puta.

Skica planarnog procesa

Priprema silicijevih pločica

Poluvodički monokristali najčešći su oblik u kojemu se poluvodički

materijal upotrebljava. Kako je većina poluvodiča umjetnog porijekla,

razvijeno je niz različitih postupaka dobivanja monokristala.

Na svojstva poluvodiča, osim primjesa, utječu i kristalografski defekti,

kao što su: točkasti, linijski ili plošni. Najvažniji postupci rasta kristala

iz taljevine za dobivanje velikih i homogenih monokristala su:

Bridgemanov, Czochralskoga i postupak lebdeće zone.

Polikristalni silicij, koji je osnovni materijal, dobija se iz trgovačkog

ferosilicija. Klorovodikom se silicij prevede u triklorsilan, koji se čisti,

te se reakcijom s vodikom dobiva čisti polikristal u obliku granulata ili

polikristaličnih štapova (tzv. ingota). Kao granulat služi za dobivanje

monokristala postupkom Czochralskog, a u obliku štapa postupkom

lebdeće zone.

Priprema silicijevih pločica Planarni proces počinje od silicijeve monokristalne pločice (engl.

wafera). Ona se dobija iz monokristalnog štapa silicija koji se reže u

pločice debljine 250 – 650 m posebnim pilama u obliku koluta ili danas

laserom.

Takvim se rezanjem u kristalnu strukturu unosi minimalan broj defekata.

Na površini pločica ostaje mehanički oštećena, pa se pločice zato bruse i

poliraju. Pomoću abrazivnog sredstva (npr., Al2O3) odbrusi se dio

pločice, a zatim se površina pločice poliranom tkaninom ispolira do

visokog optičkog sjaja. Obično je poliranje kemijsko-mehaničko.

Silicijske pločice su pravilnog kružnog oblika s jednim ravnim bridom.

Taj se ravni brid, još dok je monokristal u obliku šipke, oblikuje tako da

predstavlja jedan, točno određen kristalografski smjer. Točnost tog brida

tehnologijski je važna za pravilan raspored čipova po pločici s obzirom

na kasnije lomljenje silicijske pločice u pojedine čipove.

Kristalografska orijentacija podloge mora biti takva da je smjer rasta u

epitaksiji nekoliko stupnjeva otklonjen od tog smjera, jer će u protivnom

epitaksijalni sloj nepravilno stepeničasto rasti.

Epitaksijalni rast Pločice se koriste kao klica za rast kristala epitaksijalnim postupkom.

Rast kristala istog materijala kao što je klica naziva se homoepitaksija,

a klica se tad zove supstrat. Moguće je da na nekom supstratu naraste i

neki drugi materijal, uz uvjet da taj materijal kristalizira u istom tipu

kristalne rešetke i da se parametri rešetke međusobno bitno ne razlikuju.

Takav rast naziva se heteroepitaksija.

Primjenom epitaksijalne tehnike na podlozi P-tipa raste sloj N-tipa

nanošenjem atoma silicija i atoma primjesa. Proces se odvija na visokoj

temperaturi od preko 1000C. Debljina epitaksijalnog sloja obično

iznosi 3-10 m.

Epitaksijalni rast silicijeva kristala vrši se u tzv. epitaksijalnom

reaktoru. U epitaksijalnom reaktoru se silicijeve pločice sa čistom i

kemijski poliranom površinom zagrijavaju.

Epitaksijalni rast Tokom epitaksijalnog rasta plinovi koji sadržavaju silicijeve atome

struje preko zagrijanih silicijevih pločica. Kao noseći plin

upotrebljava se vodik sa silicij-tetrakloridom (SiCl4) ili silanom

(SiH4). Ova dva spoja silicija su ujedno i njegov izvor za proces.

Vodikovom redukcijom silicij-tetraklorida ili pirolitičkom

dekompozicijom silana oslobađaju se silicijevi atomi, koji se

natalože na površini silicijevih pločica:

HClSiHSiCl Co

42 1250

24

SiHSiH Co

2

1000

4 2Zbog prirode epitaksijalnog procesa, silicijevi atomi se talože

ravnomjerno na kristalnu strukturu pločice. Zato raste debljina

pločice. Ovako se taloži intrinzični silicij.

Kako je za ostvarenje raznih elektroničkih komponenti potrebno imati

P i N tip poluvodiča, oni se unose tokom procesa u kontroliranim

iznosima donorskih ili akceptorskih atoma u struju nosećeg plina,

čime se talože na pločici zajedno sa silicijevim atomima.

Epitaksijalni rast Nedostatak epitaksijalnog procesa je mogućnost pojave većeg broja

različitih kristalnih defekata, koji nepovoljno djeluju na električne

karakteristike. Ti kristalni defekti reduciraju vrijeme života manjinskih

nosilaca u epitaksijalnom sloju, povećavaju odvodne struje reverzno

polariziranih PN spojeva i izazivaju lokalne naponske proboje.

Epitaksijalni slojevi su električne otpornosti od 0,001 do 100 cm.

Za epitaksiju monokristala potrebne su temperature supstrata veće od

1000C, a kremene stijenke posude reaktora moraju biti hladne kako se

na njima ne bi nataložio silicij. U jednadžbi 5.1 silicij na desnoj strani je u krutom

agregatnom stanju, dok su sve ostalo plinovi.

Klorovodikom je moguće odstraniti (odjetkati) silicij. Silicij se može

jetkati u reaktoru i bez klorovodika reakcijom:

gdje je samo elementarni silicij s lijeve strane u čvrstom stanju.

24 2SiClSiSiCl

Oksidacija Oksidacija ili pasivizacija površine silicija najčešće se postiže

termičkim rastom silicij-dioksida ili pirolitičkom depozicijom

silicij-nitrida. Pasivizirajući dielektrični sloj na površini pločice ima

tri osnovna zadatka:

• služi kao difuzijska maska za selektivnu difuziju primjesa u silicij;

• štiti PN spojeve na površini silicija od vanjskih utjecaja;

• služi kao dielektrik MOS-kondenzatora i tranzistora, te kao izolator

preko kojeg se nanose metalne veze među pojedinim komponentama

monolitnog integriranog sklopa.

Termičkim rastom oksida ili nanošenjem nekog drugog dielektričkog

sloja na površinu pločice s epitaksijalnim slojem osigurava se

pasivizacija, što znači da površina kemijski teško reagira s

vanjskim elementima i spojevima. Tipična debljina oksidnog sloja je

0,1 m. Ponekad se oksidacija vrši izravno na podlozi, bez

epitaksijalnog sloja.

Oksidacija

Oksidni se sloj nanosi na silicijevu površinu termičkom oksidacijom u

atmosferi kisika ili vodene pare pri temperaturi od 900 do 1200C prema

reakcijama:

Si + O2 SiO2

Si + 2H2O SiO2 + 2H2(5.6)

Kako je silicij-nitrid znatno manje osjetljiv na ionske utjecaje od silicij-

dioksida, ponekad se upotrebljavaju pasivizirajući slojevi sa silicij-

nitridom umjesto silicij-dioksida, posebno kad se žele realizirati

monolitni integrirani sklopovi otporni na ionske utjecaje.

Fotolitografija Procesu fotolitografije prethodi postupak izrade maski za difuziju i

metalizaciju. Ovisno o vrsti sklopa i tehnološkom postupku, broj potrebnih

maski obično varira između tri i osam. Optička maska, izrađena u obliku

fotonegativa, prenosi se na površinu silicija prekrivenog oksidnim slojem

fotolitografskim postupkom.

Koraci u fotolitografskom postupku: a) nanošenje fotorezista na oksidni sloj, b)

djelovanje ultraljubičastog svjetla na fotorezist, c) a-područje nepolimeriziranog

fotorezista, d) odstranjenje nepolimeriziranog fotorezista, e) odstranjenje oksidnog sloja,

f) odstranjenje polimeriziranog fotorezista

Fotolitografija Prvi korak je pokrivanje površine silicijeve pločice fotoosjetljivom

emulzijom, poznatom kao fotorezist.

Ako se želi u oksidnom sloju napravit otvor za selektivnu difuziju

primjesa, na optičkoj maski područje koje odgovara otvoru za difuziju

mora biti neprozirno za ultraljubičasto svjetlo.

Pod djelovanjem ultraljubičastog svjetla dolazi do polimerizacije

fotorezista u osvijetljenom dijelu, dok u neosvijetljenom dijelu

fotorezist ostaje nepolimeriziran.

Vrsta fotorezista koji se polimerizira pod utjecajem ultraljubičastog

svjetla naziva se negativni fotorezist. Djelovanjem odgovarajućeg

razvijača, odstranjuje se nepolimerizirani fotorezist iz neosvijetljenog

dijela. Na polimerizirani fotorezist taj razvijač ne djeluje. Postoji i

pozitivni fotorezist, te se postupak može analogno odvijati s njim.

Fotolitografija

Na fotorezist se preslikava negativ optičke maske, jer neprozirnom

polju u njoj odgovara otvor u sloju fotorezista. Djelovanjem

fluorovodične kiseline uklanja se sloj silicij-dioksida s površine koja

nije prekrivena polimeriziranim fotorezistom. Kiselinom se uklanja

preostali sloj silicij-dioksida s odgovarajućim otvorima za difuziju

primjesa.

Za postupak fotolitigrafije važna je izrada maski. Zahvaljujući

računalnom dizajnu, topografski podaci o maski unose se na

magnetsku vrpcu. U posebnom uređaju iz podataka nastaje slika u

mjerilu 10:1, a u redukcijskoj kameri se reducira na stvarne

dimenzije.

Difuzija Difuzijom primjesa P-tipa na epitaksijalni N-sloj (ili N-tipa na epitaksijalni

P-sloj), formira se PN-spoj. Pri difuziji područje gdje difundiraju primjese je

šire od prozora predviđenog maskom u fotolitografskom postupku. Tako PN-

spoj dolazi na površinu silicijeve pločice ispod oksidnog sloja.

Sam difuzijski proces služi za upravljivo unošenje primjesa u pločicu kroz

difuzijske prozore. Proces je učinkovit pri visokim temperaturama. Difuzija

se obavlja u difuzijskim pećima. Difuzija je volumna pojava, ali je

zadovoljavajuće i opisivanje jednodimenzionalnim modelom.

Trajanje depozicije fosfora je 10 do 20 minuta pri temperaturama od 800 do

1100 C, a dubina prodiranja fosfora je manja od 0,2 m. Površinska

koncentracija fosfora određena je temperaturom depozicije. Istovremeno se,

u praksi, uz dušik pušta i kisik, kako bi površina silicija lagano oksidirala.

Nakon depozicije, jetkanjem se uklanja oksidni sloj bogat fosforom. Difuzija

je za sve primjese ista, a depozicija se razlikuje prema vrsti primjese i

njenom agregatnom stanju.

U praksi se može razlikovati dva slučaja difuzije: difuzija iz neograničenog

izvora i difuzija iz ograničenog izvora primjesa.

Difuzija

Shema ureĎaja za difuziju primjesa u silicij

Metalizacija Ovaj postupak služi za izradu metalnih kontakata s pojedinim

komponentama monolitnih sklopova, kao i za vanjske veze preko sloja

oksida. Kod unipolarnih tranzistora, ovim se postupkom formiraju i

upravljačke elektrode. Najčešće se za metalizaciju koristi aluminij.

Aluminij ostvaruje neispravljački kontakt sa silicijem, te ima nizak

iznos električne otpornosti, dobro prianja na sloj silicijevog dioksida i

dobro odvodi toplinu, pa je zato vrlo pogodan za kontakte.

Jedan od načina kako se aluminijski tanki film nanosi na površinu

pločice je vakuumsko naparavanje. U uvjetima visokog vakuuma

isparava aluminij. On se naparuje na površinu silicijeve pločice. Taj

tanki metalni (aluminijski) film obično je debljine 0,5 do 2 m, te se

nanosi po cijeloj površini pločice. Kako bi se uklonio s dijelova gdje

nisu potrebni, ili čak poželjni, metalni kontakti, koristi se

fotolitografski postupak. Fotolitografijom se uklanja metal sa svih

dijelova pločice, osim tamo gdje je potreban kontakt. Preostali metal se

legira kako bi se konačno formirali kontakti i veze među

komponentama preko sloja oksida (npr. SiO2).

Ionska implantacija i ostali postupci Jedan od postupaka koji su korisna nadopuna planarnoj tehnologiji je i

ionska implantacija.

Pod njom se podrazumijeva kontrolirano unošenje atoma primjesa u

poluvodič djelovanjem jakog električnog polja. Za tu namjenu se

koriste razni postupci elektronske balistike i optike kako bi se ioni

fokusirali i ubrzali, te odvojili od neželjenih iona prije udara u metu, tj.

poluvodičku pločicu.

Raspodjela implantiranih primjesa može se aproksimirati Gaussovom

raspodjelom. Dubina prodora čestica ovisi o njihovoj kinetičkoj

energiji, koja, pak, ovisi o jakosti električnog polja.

Jedan od tehnologijskih postupaka kojim se metal nanosi na površinu

supstrata ionskim bombardiranjem je naprašivanje (engl. sputtering

postupak prevlačenja filmom premještanjem čestica oslobođenih

bombardiranjem ionima).

UreĎaj za naprašivanje metala

Ionska implantacija i ostali postupci Silicijske pločice se stave na anodu, a katoda je izvor metala. Pod utjecajem

magnetskog polja elektroni se iz nastale plazme otklone i tako ne dolaze do

poluvodiča, a naprašeni se materijal bolje iskorištava pri naparivanju.

Ugrađivanje poluvodičkog čipa u kućište vrši se da bi se poluvodičkim

elementom spretnije rukovalo, da bi se zaštitio od vanjskih utjecaja i zbog

boljeg toplinskog rasipanja.

Kemijski postupci koji se obavljaju su:

- čišćenje osnovnog materijala (silicija), koje se obavlja uzastopnim

pranjem u razrijeđenim otopinama različitih kiselina;

- ispiranje, koje se vrši u deioniziranoj i steriliziranoj (najčešće

ultraljubičastim zračenjem) vodi nakon svake uporabe kiseline;

- jetkanje silicij-dioksida, koje se obavlja nakon svake difuzije i

metalizacije, a vrši se u vodenim otopinama i plinskoj plazmi;

- jetkanje silicija, kako bi se postigla bolja kvaliteta materijala;

-jetkanje metalnih slojeva (npr. aluminij se jetka u otopini dušične i

fosforne kiseline).

Ionska implantacija i ostali

postupci

Kontrola tehnologijskih postupaka najbitnija je kod poluvodičkih

proizvoda zbog njihove osjetljivosti na razne utjecaje. Osim električnih

svojstava, provjeravaju se i kemijska i mehanička svojstva. Koriste se

spektrometri, mikroskopi, te razni drugi složeni elektronički uređaji.

Zaštitini slojevi se postavljaju na poluvodičke elemente da bi se zaštitili

od atmosferskih utjecaja.

Industrijski planarni postupak

Početak izrade: a) supstrat N-tipa, b) silicijski ingot, c) izgled

izrezanog ingota - silicijske tanke pločice

Druga faza: a) rast N-tipa silicija, b) vanjski izgled epitaksijalnog

reaktora, c) unutrašnjost epitaksijalnog reaktora

Formira se n-sloj epitaksijalnim rastom u epitaksijalnom reaktoru.

Primjese se unose plinskim mlazom.

Industrijski planarni postupak Oksidacijom nastaje sloj silicijevog dioksida koji

služi za pasivizaciju površine pločice. Taj sloj je

debljine 0,15 m. Reakcija se odvija na

temperaturi 1100C. Nanosi se tekući sloj fotorezista.

a) b) c)

d)

Formiranje sloja fotorezista

rotacijom (a, b, c), d) ureĎaj za

kapanje fotorezista

Industrijski planarni postupak Pločica se peče dok fotorezist donekle ne otvrdne. Nakon izrade maske, ona se

postavlja na pločicu. Pločica se izlaže ultraljubičastom zračenju. Fotoosjetljiva

komponenta fotorezista rastvara se na izloženim djelovima, stvarajući kiselinu.

Zatim se fotorezist razvija. Ostatak fotorezista se opet peče, a hidrofloridna kiselina

se koristi za uklanjanje oksida u otvorima. Fotorezist se potpuno uklanja. (Nijedan

poznati fotorezist ne može opstati na visokim temperaturama).

Postavljanje maske izlaganje UV zračenju razvijanje

fotorezista

a) b) c)

skica konačnog rezultata obrade u ovoj fazi

Industrijski planarni postupak

g) h) i)

j) k) l)

g) ureĎaj za izlaganje UV-zračenju, h) kemijsko urezivanje, i) urezivanje kiselinom,

j), k), l) različiti izgledi peći za pločice

Industrijski planarni postupak

m) n)

m) rotiranje i sušenje pločice, n) pakovanje pločica u odnosu na veličinu ljudskih ruku

Nakon fotolitografije, planarni proces se nastavlja difuzijom primjesa. U pećici pri

950C pločice se dopiraju s oksidiranim borovim nitridom (bor je primjesa p-tipa).

Dopiranje p-tipom obavlja se termalnom difuzijom ili ionskom implantacijom.

ionski implanter

vanjski izgled ureĎaja

Industrijski planarni postupak Nakon difuzije primjesa, obavlja se postupak metalizacije, kojim se

realiziraju kontakti s pojedinim područjima sklopa. Za metalizaciju se

može koristiti metalni vodič, kao aluminij. Aluminij se uparava u

silicijsku površinu, gdje se kondenzira.

Položaj dopiranog bora (crveno),

b) uparavanje aluminija,

c) ureĎaj za uparavanje

aluminija u silicijsku

površinu

Ponavlja se fotolitografski postupak tako da se aluminij dublje ureže u

pločicu. Nakon pečenja na 475 C naprava je spremna za testiranje.

Industrijski planarni postupak

a) b) c)

d) e)

Slika 22: a) Svaki odrezak je integrirani krug (64-bitni RISC mikroprocesorski odrezak -

Motorola), b) odrezak poluvodičke pločice se vezuje na izvode kućišta, c) električni

kontakti se spajaju žicama kao na slici (Kulicke & Sotta Industries, Inc.), d) dualni

umetnuti paket (AMD Corporation), e) četverostruko pakovanje (Quad Package Device,

Siemens AmG)

HIBRIDNI INTEGRIRANI

SKLOPOVI: TEHNIKE TANKOG I

DEBELOG FILMA

sklopova i sustava. Paralelno s monolitnim integriranim sklopovima

razvijaju se i mikroelektronički sklopovi u tehnici debelog i tankog filma.

U oba slučaja kao podloga služi tanka pločica od izolacijskog materijala

(npr. keramičkog).

Današnji mikroelektronički sklopovi

temelje se na siliciju i planarnoj

tehnologiji. To nije i jedini mogući

pristup minijaturizaciji elektroničkih

HIBRIDNI INTEGRIRANI SKLOPOVI:

TEHNIKE TANKOG I DEBELOG FILMA

Hibridni integrirani krugovi su oni kod kojih se kombiniraju različite

tehnike i tehnologije integracije. Pasivne komponente se realiziraju ili u

tehnici tankog ili u tehnici debelog filma, a aktivne komponente

uglavnom standardnom poluvodičkom tehnologijom, te se dodaju kao

diskretne komponente, tj. čipovi.

U tehnici tankog filma pasivne komponente se izvode vakuumskim

naparavanjem otporničkih, vodljivih i dielektričnih tankih slojeva ili

filmova na pasivnu podlogu. Umjesto vakuumskog naparavanja, može

se koristiti tehnika ionskog raspršivanja. Ionsko raspršivanje izvodi se

u uvjetima niskog tlaka u atmosferi plemenitog plina.

U hibridnim sklopovima u tehnici debelog filma pasivne se

komponente dobivaju postupkom sitotiska. Tiskanjem vodljivih,

otporničkih i dielektričnih pasta kroz otvore u vrlo finom situ nastaju

pasivne komponente sklopa.

Tehnika debelog filma Tehnološki proces realizacije sklopa u tehnici debelog filma sastoji se od nanošenja

izolacijskih, dielektričnih, vodljivih i otporničkih materijala u obliku paste,

primjenom postupka sitotiska, na podlogu koja je sačinjena od izolacijskog

materijala. Nakon toga se vrši toplinska obrada. Paste su materijali koji se

postupkom sitotiska nanose na površinu podloge i osiguravaju željena svojstva

debeloslojnih komponenti. Prema električnim svojstvima, paste se dijele na:

• vodljive,

• otporničke,

• dielektrične i

• izolacijske.

Prikaz postupka sitotiska: a) početni položaj sita, paste i protiskivača, b) protiskivač tjera

pastu kroz otvor u situ i nanosi je na podlogu, c) položaj sita, paste i protiskivača na

kraju postupka

Tehnika debelog filma Paste se sastoje od tri bitne komponente:

• funkcionalnog materijala,

• trajnog veziva i

• organskih dodataka.

Funkcionalni materijal je onaj koji osigurava željena električna svojstva, kao što je

otpor kod otporničkih pasta, vrlo veliki otpor kod izolacijskih pasta i sl. Permanentno

ili trajno vezivo drži pastu na okupu i veže je s podlogom. Organski dodaci

osiguravaju svojstva pasti potrebna za sitotisak.

Otvori u situ za protiskivanje paste dobivaju se tako da se sito premaže fotorezistom i

osuši. Kontaktnim kopiranjem filma definiraju se otvori u fotorezistu kroz koje će se

protiskivati pasta. Nakon kopiranja slijedi razvijanje kojim se odstrani nepolimerizirani

fotorezist. Sito se ispere i osuši, stavi u okvir i zategne. Zatim se postavi paralelno s

podlogom, iznad nje, te se pokreće protiskivač.

Nakon sitotiska čeka se 10-20 minuta dok se pasta ne homogenizira, pa se potom vrši

sušenje na temperaturi od 70 do 250 C. Suši se od 15 do 30 minuta. Za vrijeme

sušenja ispare organska otapala dodana pastama radi osiguranja potrebnih svojstava za

proces sitotiska. Poslije sušenja u pećima za sušenje ili s pomoću infracrvenih grijača,

podloga s pastom ulazi u peć s točno propisanom temperaturom, gdje se sinterira

materijal od kojeg se sastoji pasta.

Tehnika tankog filma Tehnike tankog filma su: vakuumsko naparavanje i ionsko raspršenje.

Podloge za tankoslojne sklopove obično su od keramike ili stakla.

Podloga mora biti vremenski i temperaturno stabilna. Od podloge se

zahtjeva:

• glatka površina,

• temperaturni koeficijent širenja što bliži onome koji imaju slojevi

nanešeni na podlogu,

• visoka mehanička čvrstoća,

• visoka toplinska vodljivost,

• otpornost na kemikalije koje se koriste pri proizvodnji,

• minimalna poroznost da se spriječi prodor nečistoća iz podloge u

tanke slojeve sklopa pri depoziciji,

• visoka električna otpornost,

• nizak faktor gubitaka,

• prihvatljiva cijena,

• uniformna fizikalna svojstva.

Razlike izmeĎu tehnike tankog i

debelog filma Glavna razlika između tankoslojne i debeloslojne tehnike je u postupcima izrade

pasivnih komponenti. U tehnici tankog filma slojevi su debljine oko 1 m, a u

tehnici debelog filma 10 – 50 m. Ponekad se i pasivne komponente također

dodaju diskretno. Aktivne komponente redovito se dodaju kao čip-komponente,

iako se u tankoslojnoj tehnici mogu izvoditi i izravno vakuumskim

naparavanjem.

Tehnika tankog filma omogućuje gušće pakiranje vodljivih traka. Razmak

između traka može biti 50 m, dok je isti u tehnici debelog filma 250 m.

Sklopovi u tehnici debelog filma podnose veće snage zbog razlike u debljinama

vodljivih staza i dopuštenih struja. Frekvencijski opseg sklopova u tehnici

tankog filma je veći od onoga u tehnici debelog filma. Kako tehnika tankog

filma ne zahtjeva visokotemperaturne postupke, ali zahtjeva visoki vakuum,

jeftinija je oprema za proizvodnju u tehnici debelog filma.

I debeloslojna i tankoslojna tehnika mogu poslužiti u proizvodnji kvalitetnih

pasivnih komponenti. Aktivne komponente obično se dodaju kao diskretne

poluvodičke komponente, tkz. čip-komponente. U tehnici tankog filma moguće je

pojedine aktivne komponente formirati i izravno na podlozi.

RAZLIKE IZMEĐU MONOLITNE I

HIBRIDNE TEHNIKE Često se postavlja pitanje za koju se tehniku odlučiti: za izvedbu

monolitnih ili hibridnih sklopova. Isto tako, često se postavlja pitanje

budućnosti tih dviju tehnika. Da bi se moglo odlučiti koju tehniku

primijeniti, potrebno je znati koje su razlike, što je funkcija sklopa, koji

su uvjeti okoline i radni zahtjevi. Tehnolozi sukladno tome odabiru

najpovoljnije rješenje.

Osnovne razlike između monolitne i hibridne tehnike su:

-tehnika tankog filma može koristiti u izradi unipolarnih, ali ne i

bipolarnih tranzistora, a debelog i tankog filma se koristi za izradu

pasivnih komponenti;

-u hibridnoj tehnici se aktivni elementi dodaju kao čipovi, a oni mogu

biti izrađeni monolitnom tehnikom. S druge strane, monolitna tehnika

omogućuje realizaciju velikog broja različitih vrsta aktivnih i pasivinih

komponenti postupkom planarne tehnologije;

RAZLIKE IZMEĐU MONOLITNE I

HIBRIDNE TEHNIKE -monolitna tehnika omogućuje veću gustoću pakiranja od hibridne, te je

stoga povoljnija za izradu sklopova koji imaju veliki broj komponenti;

-pouzdanost monolitnih sklopova je veća od pouzdanosti hibridnih iste

složenosti;

-razvoj monolitnih sklopova puno je kompliciraniji i skuplji od razvoja

hibridnih sklopova, pa se s njom izrađuju samo standardni digitalni ili

analogni sklopovi koji služe u velikom broju primjena. Za proizvodnju u

manjim serijama hibridni sklopovi su u pogledu cijene prihvatljiviji od

monolitnih, a kod velikih serija je obrnuto.

Monolitna i hibridna tehnika nisu konkurentske tehnike. Monolitna tehnika

pogodnija je za one sklopove koji se proizvode u velikim serijama i imaju

visok stupanj integracije, a hibridna je tehnika povoljnija za proizvodnju

onih sklopova koji se rade u manjim serijama, s manjim brojem

komponenata i za specijalne namjene. Tako se npr. aktivni elementi

dobiveni planarnim postupkom mogu spajati s pasivnim elementima većeg

sklopa u hibridnoj tehnici.