sciaga ptw wyk 1-4.docx

1.PORÓWNANIE TECHNOLOGII

a)TECHNOLOGIA PÓŁPRZEWODNIKOWA

-najdroższa ( długie serie tanie)

-najwyższa klasa czystości pomieszczeń

-najmniejsze wymiary ( nano , mikro)

-elementy bierne i czynne, MEMS Micro Electro Mechanical Systems

b)TECHNOLOGIA CIENKOWARSTWOWA

-droga

-średnia klasa czystości pomieszczeń

-wymiary mikro

-głównie elementy bierne, sensory

c)TECHNOLOGIA GRUBOWARSTWOWA

-najtańsza (krótkie serie niedrogie)

-wymiary mikro

-elementy bierne, obudowy, sensory

Technologie wzajemnie się uzupełnia

2.TECHNOLOGIA PLENARAN
a) PROCESY PODSTAWOWE

              -epitaksja – wzrost nowych warstw monokryształu na istniejącym podłoży krystalicznym

              -domieszkowanie

              -nanoszenie kontaktów

b)PROCESY POMOCNICZE

              -nanoszenie warstw maskujących

              -fotolitografia

              -trawienie

3.PRAWO MOORE’A – ilość tranzystorów zwiększa się  około 2 razy co 24 miesiące

4.CZUJNIK+PROCESORY+AKTUATORY=MIKROSYTEMY

5.TECHNOLOGIA CIENKOWARSTWOWA             

Układy cienkowarstwowe najczęściej wytwarza się metodami nanoszenia w próżni (naparowywanie ni termiczne, rozpylanie) cienkich warstw przewodzących, rezystywnych i dielektrycznych na podłoża izolacyjne a (szkło, ceramika).

Inne metody osadzania warstw:

-osadzanie elektrochemiczne

-utlenianie anodowe

-utlenianie termiczne

-pyroliza (z fazy gazowej)

-metoda Langmuira Blodgett (warstwy organiczne)

6.TECHNOLOGIA GRUBOWARSTWOWA

Układy grubowarstwowe wytwarza się nanosząc techniką sitodruku warstwy przewodzące, rezystywne i dielektryczne na podłoża izolacyjne (ceramika). Warstwy poddawane są następnie obróbce termicznej.

a)Układy wysokotemperaturowe temperatura wypalania 700C – 1000C

b)Układy niskotemperaturowe(polimerowe) temperatura utwardzania 100C – 350C

c)ZALETY:

-niski koszt

-łatwość automatyzacji

-opłacalnośc któtkich seri

-miniauturyzacjia

-dobre własciwości elektryczne

-różnorodność wykonywanych elementów

-odporność na wysokie temperatury
-wyrzymałość mechaniczna

d)ETAPY WYTWARZANIA:

    I)PODŁOŻA

       *MATERIAŁY
              -ceramika alundowa

-ceramika AIN

-ceramika berylowa

-podłoża stalowe

        *WŁAŚCIWOŚCI

              -odporność na wys. Temp.

              -izolacja elektr.

              -przewodność cieplna

              -rozszerzalność termiczna

              -wymiary geo.

   II)PASTY

       *SKŁADNIKI PODSTAWOWE:

              -warstwy przewodzące (Au, Ag, Pd)

              -warstwy rezystywne(RuO2, IrO2, Bi2Ru2O)

       *SZKŁO

       *NOŚNIK ORGANICZY

              -rozpuszczalnik

                            -korekcja

                            -Zmniejszenie naprężeń pow.

                            -poprawa zwilżalności

              -etyloceluloza

                            -przyczepność do podłoża po suszeniu w 120C

  III)SUSZENIE – 10 min w 120C

  IV)WYPALANIE – 10min w 850C

7. MCM – moduł wielostrukturowy

Struktura wielowarstwowa o bardzo dużej liczbie wewnętrznych połączeń elektrycznych pomiędzy nieobudowanymi układami scalonymi, głównie VLSI, połączonymi w dużą jednostkę funkcjonalną

8.PODZIAŁ UKŁADÓW MCM

a)MCM – C (Ceramics)

-Zbudowane z podłoży ceramicznych wielowarstwowych współwypalanych lub wielowarstwowych układów grubowarstwowych na podłożu ceramicznym

I)TFM- 850C-1000C Au Ag Cu

II)LTCC - 850C-1000C Au Ag Cu

III)HTCC – 1600C-1800C H W Mo

b)MCM – D (Deposition)

-Wytworzone przez osadzanie cienkich warstw metalicznych lub dielektrycznych na krzemie, diamencie, ceramice lub podłożu metalowym

c)MCM – L (Lamination)

-Wykonane podobnie jak laminatowe wielowarstwowe obwody drukowane
9.Zalety układów LTCC

a)NISKI KOSZT

              - wykorzystanie istniejących urządzeń

- niskie nakłady na inwestycje

- duża wydajność

b) NIEZAWODNOŚĆ

c)BARDZO DOBRE WŁAŚCIWOŚCI

- elektryczne

- mechaniczne

- cieplne

d) ŁATWOŚĆ WYTWARZANIA

- krótki czas od projektu do wyrobu

- stosowanie typowych metod CAD

e)SCALANIE ELEMENTÓW

- struktura monolityczna

- dołączanie elementów

- moduły 3D ELASTYCZNOŚĆ

- łatwość przystosowania do różnych wymagań

10.Rozwój LTCC

I generacja

- ścieżki przewodzące

II generacja

- ścieżki przewodzące

- elementy bierne (R, L, C)

III generacja

- ścieżki przewodzące

- elementy bierne (R, L, C)

- czujniki i przetworniki (mikrosystemy)

11.ZASTOSOWANIE TLCC:

-Telefonia komórkowa 0,9 - 1,9 GHz

-Układy Bluetooth 2,4 GHz

-Radar

-czujniki temperatury

-układy grzejne

- układy chłodzące

- czujniki przepływu gazu i cieczy

- czujniki ciśnienia

-czujniki siły

- mikrozawory

- mikropomp

-mikrosystemy przepływowe

-mikroreaktor komorowy

-Miniaturowe generatory termoelektryczne

- ogniwa paliwowe

- fotonika

- obudowy MEMS i MOEMS

- struktury 3D

12.PROCES WYTWARZANIA W KRZEMIE UKLADOW SCALONYCH

-wzrost kryształów krzemu i przygotowanie podłoża
-dyfuzja

-utlenianie

-litografia

              -implantacja jonów

              -dyfuzja

              -epitaksja

-metalizacja

-pomiary

-obudowa

13.STRUKTURA KRYSTALICZNA

-faza krystaliczna to stan skupienia materii, w którym cząsteczki lub atomy nie mają pełnej swobody przemieszczenia się w objętości kryształu- zajmują one ściśle określone miejsce w budowie kryształu i mogą one jedynie drgać w określonym miejscu. Kryształ w odróżnienia od ogólnie postrzeganego ciała stałego posiada symetrie translacyjną która odróżnia go od ciała amorficznego.

14.METODY WZROSTU KRYSZTAŁÓW ZE STOPÓW:
-metoda czochralskiego / zamykana cieczą

-metoda Birdgama/kierunkowa krystalizacja

-strefowe topnienie i krystalizacja metodą przesuwającej się strefy topnienia

15. METODA CZOCHRALSKIEGO:

a)Warunki

              - materiał musi się topić nie zmieniając składu

              - materiał nie może się rozkładać przed stopieniem

              -nie mogą zachodzić przemiany fazowe w stanie stałym

              -materiał nie może mieć dużej prężności par

b) Na proces wzrostu wpływają:

              -szybkość wyciągania

              -temperatura stopu

              -prędkość obrotu

c)Zalety:

              -wzrost zachodzi na nie ograniczonej powierzchni

              -można hodować duże kryształy

              -można hodować kryształy o wysokiej jakości strukturalnej

              -dobra jednorodność właściwości materiału

              -można oglądać kryształ podczas wzrostu

16. METODA BIRDGAMA

a)Zalety:

              -prostota

              -mały stres termiczny

              -mała ilość dyslokacji indukowanych naprężeniami

-kształty mogą być osadzone w zamkniętych ampułach – łatwość kontrolowania stechiometrii stopu lotnych składników

b)Wady:

              -wzrost jest ograniczony kształtem ampuły

              - ciężko obserwować zarodkowanie

              -mało wydajny proces

17.PODSTAWOWE ETAPY WYTWARZANIA PODŁOŻY

-wzrost kryształów - kształtowanie - cięcie płytek- zaokrąglanie krawędzi – trawienie – polerowanie- mycie – kontrola – pakowanie

18.TECHNIKI EPITKSJI

-Epitaksja z fazy ciekłej LPE

- Epitaksja z fazy gazowej VPE

- Epitaksja ze związków metaloorganicznych MOVPE

- Epitaksja ze związków molekularnych MBE

- Epitaksja z warstw atomowych ALE

19. MOVPE

a) –wykorzystuje dużą lotność składników związków metaloorganicznych

b)Zalety:

-precyzyjna kontrola grubości i wł. Szerokiego spektrum warstw epitaksyjnych

-łatwo skalowana

20. PÓŁPRZEWODNIKI

-Półprzewodnik typu n (duża koncentracja elektronów w paśmie przewodnictwa)

-Półprzewodnik typu p (duża koncentracja dziur w paśmie walencyjnym)

21.Dyfu...