Проектирование микросхем и микропроцессоров. Макарчук М.В - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Лабораторная работа 4
ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ПЛЁНОЧНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ
Цель работы
: изучение погрешности изготовления тонкопленочных конденсаторов.
Ёмкость плёночного конденсатора определяется выражением
С
=
С
0
S
,
где
C
0
– удельная ёмкость, пФ/см
2
;
S
– полезная площадь конденсатора, см
2
(площадь перекрытия обкладок).
Относительная погрешность ёмкости плёночного конденсатора является суммой относительной погрешности удельной
ёмкости и относительной погрешности полезной площади конденсатора:
S
S
C
C
C
C
∆∆∆
0
0
+=
,
где ∆
C
0
– абсолютная погрешность удельной ёмкости; ∆
S
– абсолютная погрешность полезной площади.
Относительная погрешность удельной ёмкости
Удельная ёмкость представляет собой ёмкость конденсатора единичной площади. Для конденсатора, обкладки которого
представляют собой параллельные пластины, удельная ёмкость определяется из электростатики формулой
,10885,0
3
0
h
С
ε
⋅=
−
где ε – диэлектрическая проницаемость;
h
– толщина диэлектрика.
Величина удельной ёмкости зависит от целого ряда технологических факторов: скорости и направленности испарения
(т.е. температуры и эмиссионной способности испарителя и расстояния от него до подложки), температуры подложки,
давления и состава остаточных газов и т.д. Для конденсаторов, расположенных на общей подложке, величина
диэлектрической постоянной будет одинакова.
Толщина слоя диэлектрика зависит прежде всего от скорости испарения и времени напыления. Кроме того, у
конденсаторов, расположенных ближе к центру подложки, толщина диэлектрика будет больше, чем у конденсаторов,
расположенных ближе к краям подложки. Это приводит к разбросу величины удельной ёмкости.
Очевидно, что для минимизации относительной погрешности удельной ёмкости необходимо как можно более жёстко
стабилизировать технологические режимы процесса напыления и использовать конструкцию испарителя диэлектрика,
обеспечивающую наиболее равномерное распределение толщины напыленного слоя по подложке.
Относительная погрешность полезной площади
Величина абсолютной погрешности полезной площади плёночного конденсатора определяется неточностью
воспроизведения линейных размеров верхней обкладки и зависит от следующих основных факторов:
1) погрешности изготовления маски;
2) неточности совмещения масок верхней и нижней обкладок;
3) наличия зазора между маской и подложкой;
4) различия коэффициентов линейного расширения маски и подложки:
∆S = ∆S
м
+ ∆S
c
+ ∆S
п
+ ∆S
т
.
Рассмотрим перечисленные факторы несколько подробнее.
1. При изготовлении биметаллических съемных масок ошибки линейных размеров отверстий в маске составляют
обычно 5 … 15 мкм.
Причинами возникновения ошибок являются, во-первых, погрешности изготовления оригинала и фотошаблона и, во-
вторых, погрешности технологического процесса изготовления самой маски (разрешающая способность фоторезиста,
наличие зазора между фотошаблоном и заготовкой маски при экспонировании, боковое подтравливание никеля и т.п.).
Следовательно, вклад данного фактора в общую величину абсолютной погрешности полезной площади пропорционален
линейным размерам конденсатора
∆
S
м
= (
l
1
+
l
2
)∆
l
м
,
где
l
1
,
l
2
–
линейные размеры конденсатора; ∆
l
м
= 5 … 15 мкм = const – средняя ошибка линейных размеров маски.
2. Несовмещение масок верхней и нижней обкладок приводит к изменению полезной площади конденсатора вследствие
того, что вывод верхней обкладки выходит за пределы нижней обкладки (рис. 1).

Страницы